CN108697364B - 用于进行神经刺激和感测身体参数的弹性头部安装装置 - Google Patents

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Abstract

一种头戴式装置，用于向头部的皮肤表面递送电刺激或用于感测使用者头部的一个或多个身体参数。

Description

用于进行神经刺激和感测身体参数的弹性头部安装装置
技术领域
本发明涉及用于对头部区域施加电刺激的设备和方法，涉及用于使用非侵入式电刺激来治疗医学病症的具有电极的头戴式装置，涉及适用于评估医学病症的头戴式装置，并且涉及与此类头戴式装置一起使用的电极布置。
背景技术
本发明涉及用于对头部区域施加电刺激的设备和方法。所公开设备可用于刺激外周神经和颅神经、用于对脑区进行经颅刺激、并且用于感测各种身体参数。
可刺激头部区域中的外周神经和颅神经来治疗各种病症，诸如慢性疼痛、偏头痛、紧张性头痛、丛集性头痛、纤维肌痛、抑郁症、创伤后压力综合征、焦虑、紧张、双相障碍、精神***症、强迫症(OCD)、失眠、癫痫、注意力缺损症(ADD)、注意力缺乏多动症(ADHD)、帕金森氏病、阿尔茨海默病、多发性硬化症和脑损伤(诸如中风和创伤性脑损伤(TBI))。在刺激头部区域中的外周神经和颅神经以治疗此类病症时，这些神经的解剖学(诸如枕神经和三叉神经的解剖学)以及它们到脑干区域(诸如蓝斑和中缝大核)以及更高的脑区(诸如丘脑和皮质)的投射可以是有利的。
可以侵入性地或非侵入性地对头部区域中的浅表外周神经和颅神经(诸如枕神经分支和三叉神经分支)施加神经刺激。外周神经刺激的侵入式手术包括已在许多临床试验中证明可缓解慢性偏头痛的枕神经刺激。另一种较新的治疗偏头痛的手术结合了对枕神经分支(枕大神经和枕小神经)和三叉神经分支(大多数是眶上神经和滑车上神经，偶尔还有/或者颧颞神经和耳颞神经)两者的刺激。最近的临床结果支持以下预期：与单独刺激枕神经或三叉神经相比，对枕神经分支和三叉神经分支的组合施加外周神经刺激可以产生更好的结果。事实上，据报告，通过对枕神经和三叉神经植入外周神经刺激来进行治疗的头部范围疼痛患者的缓解率超过70％。这是对应用仅对枕神经或三叉神经使用刺激(据报告，这仅产生40％的缓解率)的改进。然而，植入式外周神经刺激仍然是一种侵入性且价格昂贵的手术，有着高并发症(包括感染、出血或皮下积液)发病率，以及硬件相关的故障(诸如植入的导线的迁移和断裂以及脉冲发生器失效)。
已发现，对三叉神经分支(诸如眶上神经和滑车上神经)进行非侵入式刺激作为偏头痛的预防性疗法和其他病症(诸如癫痫和抑郁症)的治疗方法是安全的。由于通过头发传递电流具有挑战性，对枕神经(枕大神经、枕小神经和第三枕神经分支)的刺激主要通过植入的神经刺激器执行。尽管如此，也可以经皮刺激枕神经分支。当大致经过枕骨的上项线的解剖高度时，枕神经位于皮下浅表处，并且如果将电极放置在头发下且足够靠近头皮，则可以达到有效的神经激发，从而在没有与侵入式手术相关联的风险的情况下实现与植入式刺激的那些类似的临床益处。
经颅直流电刺激(tDCS)是已研究用于以下事项的另一种模式：治疗各种医学和/或生理病症，诸如慢性疼痛、偏头痛、抑郁症、创伤后压力障碍、双相障碍、精神***症、癫痫、注意力缺损症(ADD)、注意力缺乏多动症(ADHD)、帕金森氏病和阿尔茨海默病；以及帮助从中风和创伤性脑损伤恢复以及认知学习。tDCS通常是指施加在1mA-2mA范围内的恒定低电流刺激，所述刺激直接递送至脑部的区域，从而调节靶向神经元的活性。通常，与正极或阳极相关联的电极致使靶神经活动增强，而与负极或阴极相关联的电极致使神经活动减弱。
发明内容
根据本发明的一些教义，提供一种头戴式装置，其包括：
细长主体构件，其足够长以环绕使用者的头部，所述细长主体构件具有闭合状态并且包括前部区段和一对臂区段，每个臂区段背离所述前部区段延伸并终止于后部端部；
闭合机构，其与所述臂区段的所述后部端部相关联，所述闭合机构具有打开位置和闭合位置，其中，当所述闭合机构处于所述闭合位置时，所述主体构件处于所述闭合状态，由此所述头戴式装置成完整圆周；以及
至少一个电极或至少一个传感器，其安装在所述主体构件的内表面上，所述至少一个电极或所述至少一个传感器适于与处理单元电通信，
其中所述头戴式装置被配置来在所述头戴式装置套戴在所述使用者的头部上时，迫使将所述至少一个电极或所述至少一个传感器抵靠所述使用者头部的皮肤进行定位，并且
其中所述臂区段是弹性的并且具有预定义预紧力，使得当所述臂区段向外移位时，所述预紧力将所述臂区段朝向彼此驱动。
根据本发明的一些教义，还提供一种头戴式装置，其包括：
细长主体构件，其足够长以环绕使用者的头部，所述细长主体构件具有闭合状态并且包括前部区段和一对臂区段，每个臂区段背离所述前部区段延伸并终止于后部端部；
闭合机构，其与所述臂区段的所述后部端部相关联，所述闭合机构具有打开位置和闭合位置，其中，当所述闭合机构处于所述闭合位置时，所述主体构件处于所述闭合状态，由此所述头戴式装置成完整圆周；以及
至少一个电极或至少一个传感器，其安装在所述主体构件的内表面上，所述至少一个电极或所述至少一个传感器适于与处理单元电通信，
其中所述头戴式装置被配置来在所述头戴式装置套戴在所述使用者的头部上时，迫使将所述至少一个电极或所述至少一个传感器抵靠所述使用者头部的皮肤进行定位，
其中所述臂区段是弹性的并且具有预定义预紧力，使得当所述臂区段向外移位时，所述预紧力将所述臂构件朝向彼此驱动，并且
其中，在所述使用者套戴所述头戴式装置的整个过程中，所述后部端部被配置来向所述头部施加力，使得所述后部端部连续地接合所述头部。
在一些实施方案中，所述使用者是人类使用者。在一些此类实施方案中，所述细长主体构件的长度小于700mm、680mm或660mm。
在一些实施方案中，所述主体构件具有静止状态，并且其中，在所述静止状态下，所述臂区段中的一个的至少一部分与所述臂区段中的另一个的至少一部分重叠。
在一些实施方案中，所述力所具有的量值不大于20N、15N或10N。在一些实施方案中，所述预紧力将所述臂区段朝向所述闭合状态驱动。在一些实施方案中，所述预紧力将所述臂区段朝向所述静止状态驱动。
在一些实施方案中，所述预定义预紧力适于确保所述臂区段的所述后部端部在套戴所述头戴式装置的过程中接合所述使用者的头皮并且在头发之间刮动，使得当套戴所述头戴式装置时，所述至少一个电极或所述至少一个传感器至少与所述使用者的所述头皮进行直接物理接触。
在一些实施方案中，当套戴所述头戴式装置时，所述至少一个电极或所述至少一个传感器还与所述使用者的所述头皮进行直接电接触。
在一些实施方案中，所述臂区段被配置成使得在套戴所述头戴式装置的过程中，所述后部端部接合所述使用者头部的侧部，从而在所述臂区段的所述端部与所述使用者头部的所述侧部之间形成角度，所述角度在套戴所述头戴式装置的整个过程中促进所述后部端部与所述头皮之间的接触。在一些实施方案中，所述角度在90度至20度的范围内。
在一些实施方案中，所述前部区段包括前部构件，并且所述臂区段包括臂构件，所述臂构件与所述前部构件相异并连接到所述前部构件。
在一些实施方案中，所述头戴式装置还包括至少一个大小调整机构，所述至少一个大小调整机构被配置来使得能够对所述主体构件的周长进行调整，以便舒适地周向配合在具有不同周长的头部周围。在一些实施方案中，所述至少一个大小调整机构包括刚性大小调整机构。在一些实施方案中，所述至少一个大小调整机构包括各自与所述臂区段中的一个相关联的两个大小调整机构。在一些实施方案中，所述大小调整机构包括棘轮机构或滑动机构。
在一些实施方案中，所述主体构件包括至少一个柔性太阳穴臂部分、邻近每个所述臂区段的所述后部端部的一对柔性后部部分以及所述至少一个大小调整机构。
在一些实施方案中，所述主体构件包括沿着所述头戴式装置的所述前部区段延伸的单个柔性太阳穴臂部分以及一对所述柔性后部部分。
在一些实施方案中，所述臂区段中的每一个包括邻近所述前部区段的柔性太阳穴臂部分以及邻近所述臂区段的所述端部的柔性后部部分。
在一些实施方案中，所述至少一个太阳穴臂部分的柔性程度确定所述臂区段的弹性。
在一些实施方案中，所述臂区段中的每一个的所述后部部分是弯曲的，并且所述后部部分的弯曲度被配置来在套戴所述头戴式装置的整个过程中促进所述臂区段的所述端部与所述头皮之间的连续接触。在一些实施方案中，所述后部部分在所述静止状态下具有第一弯曲度，并且在套戴所述头戴式装置的过程中具有第二弯曲度。在一些实施方案中，对应于所述第一弯曲度的第一半径小于对应于所述第二弯曲度的第二半径。在一些实施方案中，所述第一半径不大于150mm.在一些实施方案中，在所述闭合状态下，所述后部部分的弯曲度符合所述使用者头部的弯曲度。
在一些实施方案中，在套戴所述头戴式装置的过程中，所述预定义预紧力主要作用在所述臂区段的所述后部端部上。
在一些实施方案中，所述大小调整机构被配置来在所述使用者首次套戴所述头戴式装置时被调整，并且随后保持由所述使用者限定的大小，而不要求进行另外的调整。
在一些实施方案中，所述闭合机构包括磁性闭合机构，所述磁性闭合机构包括位于所述臂区段的所述后部端部中的每一个处的磁性可吸引元件，所述磁性可吸引元件适于彼此吸引并接合，从而使所述头戴式装置闭合。在一些实施方案中，所述磁性可吸引元件中的一个是磁体，而另一个由磁性可吸引金属形成。在其他实施方案中，两个所述磁性可吸引元件都是磁体。
在一些实施方案中，所述磁性可吸引元件中的每一个具有限定球表面且设置在壳体中的至少一部分，其中所述磁性可吸引元件的所述球表面适于在单个点处彼此接合，从而使所述头戴式装置闭合。在一些实施方案中，所述磁性可吸引元件可旋转地设置在所述壳体中，并且适于鉴于所述头戴式装置的所述后部端部的特定对齐以最佳极性取向自动取向。
在一些实施方案中，所述磁性可吸引元件适于彼此吸引，以便在所述磁性可吸引元件处于不大于10mm、不大于20mm或不大于30mm的距离时使所述头戴式装置闭合。
在一些实施方案中，所述至少一个电极具有设置在其周围的弹性、柔性密封边沿，使得当所述至少一个电极接合所述使用者的皮肤表面时，所述密封边沿围绕所述至少一个电极进行密封。
在一些实施方案中，所述至少一个电极包括安装在所述前部区段的内表面上的至少一个前部电极。在一些实施方案中，所述至少一个前部电极中的至少一个被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的滑车上神经和眶上神经中的至少一个上方。在一些实施方案中，所述至少一个前部电极中的至少一个包括经颅刺激电极，所述经颅刺激电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的前部脑区上方。
在一些实施方案中，所述至少一个前部电极包括第一前部电极和第二前部电极，所述第一前部电极和所述第二前部电极中的每一个具有第一端部、第二端部、高度和长度，所述第一前部电极和所述第二前部电极的所述高度在其极大点处在10mm至40mm的范围内，所述第一前部电极和所述第二前部电极在所述细长主体构件上彼此水平地并排布置，使得所述第一前部电极的所述第二端部邻近所述第二前部电极的所述第一端部，其间具有一定距离，所述距离在1mm至15mm的范围内，并且由所述第一电极的所述长度、所述第二电极的所述长度和所述距离组成的长度在20mm至55mm的范围内。
在一些实施方案中，所述第一前部电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者头部的一侧的滑车上神经上方，并且所述第二前部电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者头部的所述一侧的眶上神经上方。
在一些实施方案中，所述第一前部电极和所述第二前部电极中的每一个包括：液体吸收层，所述液体吸收层具有生物相容性接触表面，所述接触表面适于抵靠所述皮肤表面并置；以及电极背衬，所述电极背衬附接到所述液体吸收层，所述背衬含有至少一个导电材料或元件，所述导电材料或元件在所述液体吸收层充满液体时与所述液体吸收层电连接。
在一些实施方案中，所述第一前部电极和所述第二前部电极设置在连结基板上，所述共享基板包括与所述第一前部电极的所述电极背衬电接触的第一接触部分以及与所述第二前部电极的所述电极背衬电接触的第二接触部分。
在一些实施方案中，所述第一前部电极的面积与所述第二前部电极的面积之间的比在0.5-2的范围内。在一些实施方案中，所述第一电极的所述面积等于所述第二电极的所述面积。在一些实施方案中，所述第一前部电极和所述第二前部电极具有完全相同的轮廓。
在一些实施方案中，所述第一前部电极和所述第二前部电极在其下部端部处沿着单个凹形轮廓延伸，所述单个凹形轮廓限定在位于凹面的相反端部处的第一边界点与第二边界点之间并且适于大体沿循所述使用者的眉毛的轮廓线，
其中：
A/L≥0.5mm
A是由所述凹面的所述边界点之间的线和所述凹面界定的面积；
L是所述边界点之间的所述线的长度；
所述长度(L)为至少10mm；
其中位于所述凹形轮廓上的第一点与在所述周边上位于与所述凹形轮廓相对的一侧上且在所述第一点处相对于所述轮廓以垂直方式对齐的第二点之间的线具有长度H，
其中，在整个所述凹形轮廓上，
H最大/H最小≤2.5,
H最大是H在所述整体内的最大值；并且
H最小是H在所述整体内的最小值。
在一些实施方案中，所述线与所述第一前部电极的邻近所述距离的所述第二端部之间的角度在45度-110度的范围内。
在一些实施方案中，所述头戴式装置还包括至少一个可压缩部分，所述至少一个可压缩部分安装在所述主体构件的内表面上并且适于接合所述使用者的所述皮肤，所述可压缩部分朝向所述头戴式装置的中心径向延伸。在一些实施方案中，所述至少一个可压缩部分适于在所述使用者套戴所述头戴式装置时被迫抵靠所述使用者的皮肤并抵靠所述皮肤压缩，使得所述头戴式装置未被所述使用者套戴时与所述头戴式装置被所述使用者套戴时相比，所述可压缩部分更大程度地朝向所述头戴式装置的所述中心径向延伸。在一些实施方案中，所述至少一个可压缩部分安装在所述前部区段的内表面上。
在一些实施方案中，所述至少一个可压缩部分包括安装到连接到所述前部区段的柔性叶片上的可压缩部分，所述柔性叶片具有静止状态和伸展状态。在一些实施方案中，在所述伸展状态下，所述柔性叶片的弯曲度对应于套戴所述头戴式装置的使用者的头皮的弯曲度。在一些实施方案中，所述至少一个可压缩部分包括所述至少一个电极和围绕所述至少一个电极的电极壳体，所述电极壳体包括至少一个中空腔室，所述至少一个中空腔室适于捕集在所述至少一个可压缩部分和所述至少一个电极被压缩时从所述至少一个电极排出的液体。
在一些实施方案中，所述前部区段包括至少一个定位指示器，所述定位指示器使得所述使用者能够在套戴所述头戴式装置的过程中使所述前部区段在所述使用者的所述头部上居中，使得所述至少一个电极或所述至少一个传感器在套戴所述头戴式装置时得到准确定位。
在一些实施方案中，所述主体构件还包括邻近所述臂构件的所述后部端部设置的至少一个后部区段。在一些实施方案中，所述至少一个后部区段包括至少部分渐缩区段，所述至少部分渐缩区段从具有第一宽度的第一部分渐缩到具有第二宽度的第二部分，所述第二宽度小于所述第一宽度。在一些实施方案中，所述至少部分渐缩区段在所述第二部分处终止于所述闭合机构。
在一些实施方案中，所述至少一个电极包括至少部分地安装在所述后部区段上的至少一个后部电极。在一些实施方案中，所述至少一个后部电极中的至少一个被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的至少一个枕神经分支上方。在一些实施方案中，所述至少一个后部电极中的至少一个包括经颅刺激电极，所述经颅刺激电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的枕部脑区上方。
在一些实施方案中，所述至少一个后部电极包括第一后部电极和第二后部电极，所述第一后部电极和所述第二后部电极中的每一个具有第一端部、第二端部、高度和长度，所述第一后部电极和所述第二后部电极的所述高度在5mm至35mm的范围内，所述第一后部电极和所述第二后部电极在所述细长主体构件上彼此水平地并排布置，使得所述第一后部电极的所述第二端部邻近所述第二后部电极的所述第一端部，其间具有一定距离，所述距离在1mm至10mm的范围内，并且由所述第一电极的所述长度、所述第二电极的所述长度和所述距离组成的长度在10mm至55mm的范围内。
在一些实施方案中，所述第一后部电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者头部的一侧的第一枕神经分支上方，并且所述第二后部电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者头部的所述一侧的第二枕神经分支上方。
在一些实施方案中，所述第一后部电极和所述第二后部电极中的每一个包括：液体吸收层，所述液体吸收层具有生物相容性接触表面，所述接触表面适于抵靠所述皮肤表面并置；以及电极背衬，所述电极背衬附接到所述液体吸收层，所述背衬含有至少一个导电材料或元件，所述导电材料或元件在所述液体吸收层充满液体时与所述液体吸收层电连接。
在一些实施方案中，所述第一后部电极和所述第二后部电极设置在连结基板上，所述连结基板包括与所述第一后部电极的所述电极背衬电接触的第一接触部分以及与所述第二后部电极的所述电极背衬电接触的第二接触部分。
在一些实施方案中，所述第一后部电极的面积与所述第二后部电极的面积之间的比在0.5-2的范围内。在一些此类实施方案中，所述第一后部电极的所述面积等于所述第二后部电极的所述面积。
在一些实施方案中，包括所述第一后部电极和所述第二后部电极的所述接触表面的连结接触表面具有大体截头圆锥形轮廓线，所述轮廓线限定由一对侧曲线连接的基部和弯曲尖端，并且所述第一后部电极和所述第二后部电极关于水平对称轴镜像对称。在一些实施方案中，所述尖端的弯曲度对应于半径不大于10mm的圆的弯曲度，所述侧曲线的弯曲度对应于所具有的半径为至少50mm的圆的弯曲度，并且所述第一后部电极的所述第二端部与所述水平对称轴之间的角度在75度-105度的范围内。
在一些实施方案中，所述后部区段包括后部区段壳体，所述后部区段壳体具有至少一个柔性表面并且在其中容纳有所述后部电极。在一些此类实施方案中，所述至少一个柔性表面适于使得在使用者套戴所述头戴式装置并且所述至少一个后部电极接合所述使用者的头皮时，施加到所述至少一个柔性表面的压力致使所述至少一个柔性表面变形，从而导致导电流体从所述至少一个后部电极朝向所述使用者的所述头皮排出，由此减小所述至少一个后部电极与所述使用者的所述头皮之间的阻抗。在一些实施方案中，所述处理单元设置在所述前部区段内。在其他实施方案中，所述处理单元设置在所述臂区段的一个内。
在一些实施方案中，所述处理单元包括控制元件，所述控制元件在功能上与所述至少一个电极或与所述至少一个传感器相关联，并且被配置来控制所述至少一个电极或所述至少一个传感器的操作。
在一些实施方案中，所述处理单元包括接收器，所述接收器在功能上与所述至少一个电极或与所述至少一个传感器相关联，并且被配置来从所述至少一个电极或从所述至少一个传感器接收输入。
在一些实施方案中，所述处理单元包括收发器，所述收发器在功能上与所述至少一个电极或与所述至少一个传感器相关联，并且被配置来控制所述至少一个电极或所述至少一个传感器的操作以及从其接收输入。在一些实施方案中，所述收发器包括无线通信收发器，所述无线通信收发器被配置来使用无线通信协议从远程控制装置接收控制指令。
在一些实施方案中，所述处理单元安装在所述主体构件上，并且通过至少一个电导体与所述至少一个电极或至少一个传感器通信。在一些实施方案中，所述至少一个电导体沿着所述臂区段中的至少一个延伸。
在一些实施方案中，所述臂区段中的所述至少一个包括适用于折叠所述臂区段的铰链，并且其中所述至少一个电导体延伸穿过所述铰链。在一些实施方案中，当所述至少一个臂区段在所述铰链处折叠时，电流不能够传导穿过所述铰链。
在一些实施方案中，所述臂区段中的至少一个包括大小调整机构，并且其中所述电导体延伸穿过所述大小调整机构。
在一些实施方案中，所述头戴式装置还包括功率源，所述功率源在功能上与所述至少一个电极或与所述至少一个传感器相关联，从而向所述至少一个电极或向所述至少一个传感器提供电流以供其进行操作。在一些实施方案中，所述功率源还在功能上与所述处理单元相关联，以用于向其提供电流以供其进行操作。在一些实施方案中，所述功率源设置在所述前部区段之内或之上。在其他实施方案中，所述功率源设置在所述臂区段中的一个之内或之上。
在一些实施方案中，所述至少一个电极包括刺激电极，所述刺激电极被配置来向所述使用者头部的皮肤表面递送电刺激。在一些实施方案中，所述刺激电极在套戴所述头戴式装置时设置在神经或神经接点上方，并且被配置来向所述神经或所述神经接点递送所述电刺激。在一些实施方案中，所述刺激电极被配置来向所述使用者的至少一个脑区递送所述电刺激。
在一些实施方案中，所述至少一个电极包括感测电极，所述感测电极被配置来感测所述使用者的身体部分的至少一个电参数。
在一些实施方案中，所述至少一个电极中的至少一个包括安装在所述主体构件的内表面上的至少一个侧电极。在一些实施方案中，所述至少一个侧电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的颧颞神经和耳颞神经中的至少一个上方。在一些实施方案中，所述至少一个侧电极包括经颅刺激电极，所述经颅刺激电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的太阳穴上方以及所述使用者的耳朵前方或紧接在所述使用者的所述耳部后方。
在一些实施方案中，所述头戴式装置还包括鼻梁部分，所述鼻梁部分在所述主体构件的中心处附接到所述主体构件，并且在套戴所述头戴式装置的过程中可定位在所述使用者的鼻梁上。在一些实施方案中，所述鼻梁部分可移除且可更换地附接到所述主体构件。在一些实施方案中，所述鼻梁部分包括至少一个柔韧部分，所述至少一个柔韧部分适于接触所述使用者的鼻子或鼻梁且沿循其轮廓。
在一些实施方案中，所述头戴式装置还包括光学构件和眼用构件中的至少一个，所述光学构件和眼用构件中的至少一个在所述主体构件的中心处附接到所述主体构件，并且在套戴所述头戴式装置的过程中可定位在所述使用者的眼睛之上。在一些实施方案中，所述光学构件和眼用构件中的至少一个可移除且可替换地附接到所述主体构件。
在一些实施方案中，所述头戴式装置还包括鼻梁部分和光学构件，所述鼻梁部分和所述光学构件均可通过同一附接点可移除且可替换地附接到所述主体构件。
在一些实施方案中，所述至少一个传感器包括空间取向传感器，所述空间取向传感器被配置来在套戴时感测所述头戴式装置的角位置。在一些实施方案中，所述传感器包括选自由以下组成的组的传感器：温度传感器、取向传感器、血压传感器，脉搏血氧传感器、导电性传感器、用于测量皮肤电导反应(SCR)的传感器、用于测量阻抗体积描记图(IPG)的传感器、由于测量脑电图(EEG)的传感器以及用于测量肌电描记图(EMG)的传感器。
根据本发明的一些教义，提供一种将头戴式装置套戴在使用者的头部上的方法，所述方法包括：
提供如本文所述的头戴式装置，所述头戴式装置处于静止状态；
将所述头戴式装置定位成邻近所述使用者的所述头部，使得在所述主体构件处于打开状态时，所述臂构件的所述后部端部接合所述使用者头部的侧部；以及
向后推动所述头戴式装置，直到所述闭合机构将所述主体构件闭合成处于所述闭合状态，使得在所述前部区段接合所述使用者的前额时所述头戴式装置完全环绕所述使用者的所述头部。
在一些实施方案中，所述推动还包括：在所述头戴式装置向后运动过程中，所述臂区段的所述后部端部刮过所述头发并清出所述使用者的所述头皮的区域，以便所述至少一个电极或所述至少一个传感器与所述区域进行物理接触。
在一些实施方案中，所述方法还包括：当所述主体构件处于所述闭合状态时，通过同时抵靠所述前部区段和所述主体构件的邻近所述闭合机构的区段来调整所述主体构件的大小，以便调整所述头戴式装置的至少一个大小调整机构的长度。
在一些实施方案中，所述方法还包括：在所述向后推动所述头戴式装置之后，向邻近所述至少一个电极的柔性表面施加压力并压缩所述至少一个电极以将导电流体从所述电极释放到位于所述至少一个电极与所述使用者的所述头皮之间的区域，从而减小所述至少一个电极与所述头皮之间的阻抗。
根据本发明的另外的教义，提供一种用于刺激使用者头部的前部部分的电极***，所述***包括第一前部电极和第二前部电极，所述第一前部电极和所述第二前部电极中的每一个具有第一端部、第二端部、高度和长度，其中：
所述第一前部电极和所述第二前部电极的所述高度在其极大点处在10mm至40mm的范围内，
所述第一前部电极和所述第二前部电极被配置来在设置在所述使用者的头部上时彼此水平地并排布置，使得所述第一前部电极的所述第二端部邻近所述第二前部电极的所述第一端部，其间具有一定距离，所述距离在1mm至15mm的范围内，并且
由所述第一电极的所述长度、所述第二电极的所述长度和所述距离组成的长度在20mm至55mm的范围内。
在一些实施方案中，所述第一前部电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者头部的一侧的滑车上神经上方，并且所述第二前部电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者头部的所述一侧的眶上神经上方。
在一些实施方案中，所述第一前部电极和所述第二前部电极中的每一个包括：液体吸收层，所述液体吸收层具有生物相容性接触表面，所述接触表面适于抵靠所述皮肤表面并置；以及电极背衬，所述电极背衬附接到所述液体吸收层，所述背衬含有至少一个导电材料或元件，所述导电材料或元件在所述液体吸收层充满液体时与所述液体吸收层电连接。
在一些实施方案中，所述第一前部电极和所述第二前部电极设置在连结基板上，所述共享基板包括与所述第一前部电极的所述电极背衬电接触的第一接触部分以及与所述第二前部电极的所述电极背衬电接触的第二接触部分。
在一些实施方案中，所述第一前部电极的面积与所述第二前部电极的面积之间的比在0.5-2的范围内。在一些此类实施方案中，所述第一前部电极的所述面积等于所述第二前部电极的所述面积。在一些实施方案中，所述第一前部电极的轮廓与所述第二前部电极的轮廓完全相同。
在一些实施方案中，所述第一前部电极和所述第二前部电极在其下部端部处沿着单个凹形轮廓延伸，所述单个凹形轮廓限定在位于凹面的相反端部处的第一边界点与第二边界点之间并且适于大体沿循所述使用者的眉毛的轮廓线，
其中：
A/L≥0.5mm
A是由所述凹面的所述边界点之间的线和所述凹面界定的面积；
L是所述边界点之间的所述线的长度；
所述长度(L)为至少10mm；
其中位于所述凹形轮廓上的第一点与在所述周边上位于与所述凹形轮廓相对的一侧上且在所述第一点处相对于所述轮廓以垂直方式对齐的第二点之间的线具有长度H，
其中，在整个所述凹形轮廓上，
H最大/H最小≤2.5,
H最大是H在所述整体内的最大值；并且
H最小是H在所述整体内的最小值。
在一些实施方案中，所述线与所述第一前部电极的邻近所述距离的所述第二端部之间的角度在40度-110度的范围内。
根据本文教义的另外方面，提供一种用于刺激使用者头部的枕部部分的电极***，所述***包括第一后部电极和第二后部电极，所述第一后部电极和所述第二后部电极中的每一个具有第一端部、第二端部、高度和长度，其中：
所述第一后部电极和所述第二后部电极的所述高度在5mm至35mm的范围内，
所述第一后部电极和所述第二后部电极被配置来在设置在所述使用者的头部上时彼此水平地并排布置，使得所述第一后部电极的所述第二端部邻近所述第二后部电极的所述第一端部，其间具有一定距离，所述距离在1mm至10mm的范围内，并且
由所述第一电极的所述长度、所述第二电极的所述长度和所述距离组成的长度在10mm至55mm的范围内。
在一些实施方案中，所述第一后部电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者头部的一侧的第一枕神经分支上方，并且所述第二后部电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者头部的所述一侧的第二枕神经分支上方。
在一些实施方案中，所述第一后部电极和所述第二后部电极中的每一个包括：液体吸收层，所述液体吸收层具有生物相容性接触表面，所述接触表面适于抵靠所述皮肤表面并置；以及电极背衬，所述电极背衬附接到所述液体吸收层，所述背衬含有至少一个导电材料或元件，所述导电材料或元件在所述液体吸收层充满液体时与所述液体吸收层电连接。
在一些实施方案中，所述第一后部电极和所述第二后部电极设置在连结基板上，所述连结基板包括与所述第一后部电极的所述电极背衬电接触的第一接触部分以及与所述第二后部电极的所述电极背衬电接触的第二接触部分。
在一些实施方案中，所述第一后部电极的面积与所述第二后部电极的面积之间的比在0.5-2的范围内。在一些此类实施方案中，所述第一后部电极的所述面积等于所述第二后部电极的所述面积。
在一些实施方案中，包括所述第一后部电极和所述第二后部电极的所述接触表面的连结接触表面具有大体截头圆锥形轮廓线，所述轮廓线限定由一对侧曲线连接的基部和弯曲尖端，并且其中所述第一后部电极和所述第二后部电极关于水平对称轴镜像对称。在一些此类实施方案中，所述尖端的弯曲度对应于半径不大于10mm的圆的弯曲度，所述侧曲线的弯曲度对应于所具有的半径为至少50mm的圆的弯曲度，并且所述第一后部电极的所述第二端部与所述水平对称轴之间的角度在75度-105度的范围内。
附图说明
本文仅通过举例的方式并参考附图来描述本发明。现在详细地具体参考附图，应强调的是，所示详情仅作为举例并且仅出于说明性讨论本发明的优选实施方案的目的，并且所述详情是为了提供据信是对本发明的原理和概念方面的最适用且最易理解的描述而呈现。就这一点而言，不再试图与对于基本理解本发明所必需相比更详细地示出本发明的结构细节，参考附图进行的描述使得本领域的技术人员明白如何可在实践中实施本发明的若干形式。在整个附图中，相似的参考字符用于指明相似的功能，但不一定指明完全相同的元件。
在附图中：
图1A和图1B是根据本文教义的本发明头戴式装置的一个实施方案的透视图图解，所述头戴式装置处于静止状态；
图1C是图1A和图1B的本发明头戴式装置的一个实施方案的透视图图解，所述头戴式装置包括鼻梁支撑构件；
图2A和图2B是处于闭合状态的图1A和图1B的本发明头戴式装置的平面顶视图图解，分别地，图2A是定位在使用者的头部上并且图2B是自由的；
图3A、图3B、图3C和图3D是将图1A和图1B的本发明头戴式装置套戴在使用者的头部上的方法的步骤的平面顶视图图解；
图4A和图4B是套戴图1A和图1B的本发明头戴式装置的方法的步骤的透视图，图4A对应于图3C所示的套戴步骤，并且图4B对应于图3D所示的套戴步骤；
图5A和图5B分别是处于静止状态和处于套戴状态的图1A和图1B的本发明头戴式装置的前部构件的平面顶视图图解；
图5C是沿着图1A和图1B的本发明头戴式装置的前部构件的宽度截取的剖视图解，并且所述剖视图解示出前部构件的内部结构；
图6A是电极***的一个实施方案的剖视图，所述电极***包括设置在电极基座中的一次性电极单元；
图6B和图6C是根据本发明的一个实施方案的具有(图6B)和不具有(图6C)多层一次性电极单元的电极基座的透视图图解；
图7A是包括安装在单个电极基板上的多个电极的一次性电极单元的平面顶视图图解；
图7B是适用于在图1A和图1B的本发明头戴式装置中使用的电极接收单元的透视图图解，所述电极接收单元包括容纳包括多个电极的单个一次性电极单元的单个电极基座；
图8A和8B分别是处于静止状态和处于套戴状态的、根据本文教义的另一个实施方案的、适用于与图1A和图1B的本发明头戴式装置一起使用的本发明前部构件的平面顶视图图解；
图9A是根据本文教义的另一个实施方案的本发明电极单元的透视图图解，所述电极单元形成图8A和图8B的本发明前部构件的一部分，所述电极单元包括安装在柔性叶片上的多个电极；
图9B是图9A的本发明电极单元的剖视图解，所述剖视图解是沿着图9A中的剖面线IXB-IXB截取的；
图10A是单个本发明电极的尺寸的示意图解，所述电极被配置来选择性地刺激眶上区域中的神经分支；
图10B和图10C是***的本发明电极的两个实施方案的尺寸的示意图解，所述电极被配置来选择性地刺激眶上区域中的神经分支；
图10D是图10C的电极在刺激眶上区域的右侧和左侧的神经分支时的布置的示意图解；
图11A和图11B是适用于与图1A和图1B的本发明头戴式装置一起使用的本发明后部构件的一个实施方案的透视图图解；
图12A和图12B分别是处于静止状态和处于按压状态的图11A和图11B的后部构件的示意剖视图解；
图13A和图13B是单个本发明电极和***的本发明电极的尺寸的示意图解，所述电极均被配置来选择性地刺激枕区中的神经分支；
图14A、图14B和图14C是图1A和图1B的头戴式装置的平面顶视图图解，其示出本发明头戴式装置的柔性臂构件的长度；
图15是根据本文教义的适用于刮过头发的本发明头戴式装置的后部构件的示意平面顶视图图解；
图16A和图16B是根据本文教义的用于使图1A和图1B的本发明头戴式装置闭合的闭合机构的两个实施方案的透视图图解；
图17A和图17B分别提供在静止状态下处于打开位置和处于折叠位置的图1A和图1B的本发明头戴式装置的顶视平面图图解；
图18A和图18B是嵌入在铰链式臂构件中的电导体的一个实施方案的示意图解，所述电导体适用于在根据本文教义的本发明头戴式装置中使用，分别地，图18A示出处于折叠位置的臂构件，并且图18B示出处于打开位置的臂构件；
图19是嵌入在大小调整机构中的电导体的一个实施方案的示意图解，所述电导体适用于在根据本文教义的本发明头戴式装置中使用；
图20是根据本文教义的本发明头戴式装置的一个实施方案的前部透视图图解，所述头戴式装置包括相关联的眼镜；
图21提供适于与远程控制单元、移动电话和计算机通信的所套戴的本发明头戴式装置的透视图图解；
图22A和图22B是图1A和图1B的本发明头戴式装置的一个实施方案的透视图图解，所述头戴式装置包括侧电极以及***的前部电极和后部电极；
图23A和图23B是图22A和图22B的头戴式装置的示意图解，所述头戴式装置被定位在使用者的头部上，使得其中包括的电极刺激使用者头部中的特定神经接点；
图23C是包括图10D的电极的头戴式装置的示意图解，所述头戴式装置被定位在使用者的头部上，使得其中包括的电极刺激使用者头部中的特定神经分支；
图24是可在根据本文所述的任何实施方案的本发明头戴式装置中使用的电子电路的一个实施方案的示意框图；并且
图25是本发明头戴式装置的一个实施方案的透视图，所述头戴式装置类似于图1A和图1B的本发明头戴式装置、包括身体参数传感器。
具体实施方式
本文描述装置和方法，所述装置和方法包括用于向外周神经、颅神经和脑区施加电刺激的具有一个或多个集成电极的头戴式装置。本发明头戴式装置是可用作用于施加电刺激以治疗各种病症的平台的头部安装构造，所述病症诸如偏头痛和紧张性头痛、丛集性头痛、纤维肌痛、焦虑、抑郁症、创伤后压力障碍(PTSD)、焦虑、强迫症(OCD)、失眠、癫痫、注意力缺乏多动症(ADHD)、帕金森氏病、阿尔茨海默病、肥胖症、多发性硬化症、创伤性脑损伤(TBI)和中风。本发明头戴式装置可促进运动和认知学***台，以便检测和/或评估各种病症。
刺激电极及其与头皮接触的质量是本发明设备的功能性上的基本方面。确保电极与头皮之间的最佳导电性对于将电流适当地传递到靶组织(这是有效治疗的基础)是必要的。不当的导电性可能导致治疗失败、不愉快的感觉以及甚至由于高电流密度的“热点”引起的皮肤刺激。发明人还发现，无论应用于哪种适应症，向头部区域非侵入性地施加电流都会带来许多挑战，包括：在存在头发的情况下进行刺激、头皮的极高的感觉敏感性、电极与头皮之间的稳固接触和最佳导电性的临界性(不管头部大小和轮廓上的变化)、以及对于将刺激电极精确放置在靶神经分支和脑区之上的需要。
本发明的若干方面涉及以下特征，所述特征旨在确保适当地将电流从电极递送到靶组织以用于以有效且舒适的方式治疗和评估头部区域。
现参考图1A和图1B，图1A和图1B是根据本文教义的本发明头戴式装置的一个实施方案的透视图图解，所述头戴式装置处于静止状态；并且参考图1C，图1C是图1A和图1B的本发明头戴式装置的一个实施方案的透视图图解，所述头戴式装置包括鼻梁支撑构件。
如图所示，根据本文教义的一个实施方案的本发明头戴式装置100可被配置成包括前部构件112，所述前部构件112连接到一对柔性臂构件114，每个柔性臂构件114终止于后部构件116。前部构件112、柔性臂构件114和后部构件116一起形成头戴式装置主体。
应了解，在一些实施方案中，本发明头戴式装置可包括细长构件，所述细长构件由柔性材料形成，并且包括前部区段、臂构件区段和后部区段，而不包括明确标识的前部构件、臂构件和后部构件。然而，为了便于描述，以下描述涉及一个实施方案，所述实施方案包括清晰限定的前部构件、柔性臂构件和包括臂构件的端部区段的后部构件。
在一些实施方案中，前部构件112通常是刚性的，但在一些实施方案中，前部构件112可以是至少部分地柔性的或至少半刚性的。在一些实施方案中，前部构件112可以是柔性的并且可包括连接到其上的刚性或半刚性构件，使得柔性前部构件112与连接到其上的刚性构件之间存在一定的自由度，所述自由度允许柔性前部构件112挠曲。在一些实施方案中，前部构件112可以是刚性的或半刚性的，并且可以在其中容纳柔性构件，使得柔性构件可能够在前部构件112内挠曲，例如像在下文中参考图14B所描述的。前部构件112可以由塑料或任何其他合适的材料形成。前部构件112适合于包围人的前额区域，并且因此具有大体适合于人的头部形状的弯曲度。
如在下文中参考图14A至图14C更详细描述的，每个臂构件114包括柔性或半刚性材料，例如金属(诸如不锈钢)、塑料(诸如聚丙烯、聚氨酯、或聚乙烯)、或金属和塑料区段的组合。在一些实施方案中，每个臂构件114包括邻近前部构件112的柔性太阳穴臂部分118、包括后部构件116的后部臂部分119以及设置在太阳穴臂部分118与后部臂部分119之间的大小调整机构120。在一些实施方案中，前部构件112、臂构件114和后部构件116一起形成整体结构。如图1A和图1B所示，在静止状态下，后部臂部分119具有静止状态弯曲度。
本文教义的具体特征在于：臂构件114是弹性的，并且具有将臂构件朝向彼此推动的预定义预紧力，使得当头戴式装置处于打开状态时(如图3A所示)，臂构件114将头戴式装置驱动至闭合或静止状态，如在下文中参考图14A至图14C更详细解释的。
臂构件114是半刚性的而不是完全刚性的，以便允许臂构件114符合使用者的头部形状和/或吸收施加到臂构件上的不同位置的压力，而不会导致下文描述的装置的治疗部分从其正确位置移动。例如，当使用者躺下并且使用者头部的一侧由使用者在其上躺下的表面支撑或接合所述表面时，有压力施加到臂构件114，并且臂构件的部分柔性吸收此压力并确保头戴式装置100的治疗和/或感测部件保持是适当定位的。
在一些实施方案中，每个太阳穴臂部分118包括铰链122，这对于将臂构件114折叠成平行于前部构件112是有用的，如在下文中参考图17A和图17B所述的。
在一些实施方案中，每个后部构件116包括后部臂部分119的末端部分，所述末端部分具有终止于闭合机构128中的渐缩端部，其在下文中参考图16A和图16B更详细地描述。
前部构件112可被配置来在其内部表面上包含或者具有可移除地附接到其上的一个或多个前部电极***130，并且每个后部构件116可被配置来在其内部表面上包含一个或多个后部电极***140。电极***130和140中的每一个包括在一些实施方案中可以如在下文中参考图6A至图9B所述那样进行构造并起作用的电极基座和一次性电极单元。
在一些实施方案中，电极***130可包括前部电极，所述前部电极适于在头部的眶上区域处定位在三叉神经分支之上以用于对其进行刺激，所述前部电极可以如在下文中参考图10A和图10B所述那样进行构造并起作用，或者可以是适于对脑部的额区和前额区进行经颅刺激的电极。
在一些实施方案中，电极***140可包括后部电极，所述后部电极适于在头部的枕区处定位在枕神经分支之上以用于对其进行刺激，所述后部电极可以如在下文中参考图11A至图13B所述那样进行结构造并起作用，或者可以是适于对脑部的枕区进行经颅刺激的电极。
在一些实施方案中，电极***130和140中的一个或多个可包括感测电极，所述感测电极被配置来感测所述使用者的身体部分的至少一个电参数，例如像，脑电图(EEG)、皮肤电导反应(SCR)、阻抗体积描记图(IPG)、肌电描记图(EMG)等。
应了解，头戴式装置100可包括另外的电极(如图22A至图23B所示)，所述另外的电极具有与电极***130和140的那些电极类似的结构和/或功能性。还应了解，电极***130和/或140可被除去，或移动到头戴式装置100上的其他位置，以适用于刺激特定的神经或神经组、特定的脑区，或者适用于感测特定的参数。例如，电极***140可被移动成沿着柔性臂构件114。作为另一个实例，头戴式装置100可仅包括位于臂构件114上的单对电极***，所述电极可被配置来在头戴式装置被套戴时被定位在头发之下，同时电极***130和140可被除去。
前部构件112可被配置来包含电子电路142，所述电子电路142可被配置来由导电线(未示出)电联接到功率源144(诸如电池)和电极***130和140。如在下文中参考图18A至图19所述，在一些实施方案中，导电线的至少一部分通过臂构件114延伸到后部电极***140。
在一些实施方案中，电子电路142和/或电池144可以在头戴式装置100的外部，和/或可以与头戴式装置100远程通信。
电子电路142可被配置成包括刺激电路、微处理器、充电电路和用户接口，如在下文中参考图24所述的。
刺激电路可被配置来产生双相电荷平衡电脉冲、单相电脉冲和/或直流电刺激。
根据所述优选实施方案的又一些特征，刺激电路可被配置来产生在0mA-60mA、0mA-40mA、0m-20m或0mA-15mA的强度范围内的电刺激。
根据所述优选实施方案的又一些特征，刺激电路可被配置来产生持续时间为10μs-1000μs、50μs-500μs、100μs-500μs、100μs-450μs、150μs-400μs或200μs-450μs的刺激脉冲。
根据所述优选实施方案的又一些特征，刺激电路可被配置来产生频率为1Hz-20,000Hz、1Hz-10,000Hz、1Hz-500Hz、10Hz-300Hz、10Hz-250Hz、20Hz-180Hz、30Hz-180Hz或40Hz-100Hz的刺激脉冲。
根据本文教义的又一些特征，头戴式装置100、并且确切地电子电路142可以适于使用合适的方法来施加经颅电刺激，所述方法诸如经颅直流电刺激(tDCS)、经颅交流电刺激(tACS)和经颅随机噪声刺激(tRNS)，如上文在背景技术部分中所述的。
确切地，使用头戴式装置进行经颅电刺激需要刺激电流更深地穿透头部组织，以便直接影响脑区。为了实现这种更深的电流穿透，可以同时激活远离彼此定位的电极的组合。例如，前部电极可以与后部电极同时激活。此外，可以修改电极的位置以便增加相邻电极之间的距离，从而提供更深的电流穿透。
根据本文教义的实施方案的又一些特征，头戴式装置100可被配置来连接到外部电子电路和/或刺激电路，并且由此将电流从外部刺激器传递到电极***130和/或140。在一些实施方案中，头戴式装置100可被配置来连接到至少一个外部电极，所述至少一个外部电极可以位于身体的各个区域处。在一些实施方案中，头戴式装置100可被配置来连接到外部电子电路和处理器，以便将信号从设置在头戴式装置100上的传感器传递到外部处理器。
在一些实施方案中，电池144可以设置在前部构件112内，并且可以通过将充电器***到根据某些实施方案位于前部构件112上的充电端口146中来进行再充电。
前部构件112还可被配置成在其外部表面上包括用户控件和接口150。也就是说，在一些实施方案中，本发明头戴式装置100的其他部分(诸如后部构件116或臂114)可被配置成包括用户接口150。在一些实施方案中，用户接口150或另外的用户接口(未示出)可以在头戴式装置100的外部，并且可以使用有线或无线通信与头戴式装置100远程地通信，如在下文中参考图24所解释的。
如上文所解释的，电子电路142和用户接口150被配置来控制和/或激活头戴式装置100中所包括的电极。在一些实施方案中，用户接口150被配置来控制和/或激活至少两对(并且在一些实施方案中多于两对)电极。这样，在一些实施方案中，刺激电路和/或用户接口150被配置来使得能够激活特定的电极或者特定的电极对或通道，并且使得能够调整由被激活电极供应的电流的强度或被激活电极的其他刺激参数。在一些实施方案中，任何电极子集可同时激活，并且在一些实施方案中，特定的子集在例如电子电路142的制造过程中被预定义。在一些此类实施方案中，用户接口150不仅使得能够控制特定的电极或特定的通道，而且使得能够控制被激活电极子集。
在一些实施方案中，用户控件和接口150包括一对前部强度按钮151a和151b以分别用于增加和减少由前部电极***130提供的刺激的强度，并且包括一对后部强度按钮152a和152b以分别用于增加和减少由后部电极***140提供的刺激的强度。应了解，用户控件和接口150可包括用于头戴式装置100中所包括的每个电极的类似强度按钮。
用户控件和接口150还可包括模式改变按钮154，以用于激活和禁用电子电路142并且用于在头戴式装置100的操作模式之间进行改变。例如，头戴式装置100可具有多种预设操作模式，诸如睡眠模式、维护模式和治疗模式，并且除了打开和关闭头戴式装置之外，按钮154的重复操作还可以在这些模式之间进行切换。
操作指示器156(诸如LED灯)可形成用户控件和接口150的一部分并且可设置在前部构件112的外部表面上。指示器156可以在头戴式装置100打开时和/或在电极***130和/或140在工作中时向使用者进行指示，从而帮助使用者避免在电极操作时与电极进行所不想要的接触。
在一些实施方案中，用户控件和接口150还可包括音频元件(未示出)(诸如扬声器或蜂鸣器)，以用于向使用者提供对使用头戴式装置100的可听指示，诸如对以下各项的指示：激活头戴式装置、关闭头戴式装置、按下接口150上的按钮、改变刺激模式等。
在一些实施方案中，用户控件和接口150还可包括至少一个定位指示器158，其呈例如位于前部构件112的中心处的凹口的形式。定位指示器158通过对头戴式装置放置提供验证、例如通过帮助使用者确认定位指示器158与使用者的鼻部对齐来帮助使用者正确地套戴头戴式装置。
如上文所解释的，电子电路和用户接口被配置来控制和/或激活头戴式装置100中所包括的电极。在一些实施方案中，用户接口被配置来控制和/或激活至少两对(并且在一些实施方案中多于两对)电极。这样，在一些实施方案中，刺激电路和/或用户接口被配置来使得能够激活特定的电极或者特定的电极对或通道，并且使得能够调整由被激活电极提供的电流的强度或被激活电极的其他刺激参数。在一些实施方案中，任何电极子集可同时激活，并且在一些实施方案中，特定的子集在例如电子电路的制造过程中被预定义。在一些此类实施方案中，用户接口不仅使得能够控制特定的电极或特定的通道，而且使得能够控制被激活电极子集。
通过比较图1A至图2B可以看出，头戴式装置100在静止状态、打开状态和闭合状态下具有固定长度。在一些实施方案中，头戴式装置100的周长在闭合状态下(如图2A和图2B所示)不大于65cm、不大于63cm或不大于61cm。在一些实施方案中，头戴式装置100的周长在闭合状态下(如图2A和图2B所示)不小于30cm、不小于35cm或不小于40cm。
确切地转向图1C，可以看出，在一些实施方案中，前部构件112还可包括鼻梁支撑构件170，所述鼻梁支撑构件170可被配置来定位在前部构件112的中心区域中。鼻梁支撑构件170可以是刚性的或半刚性的，并且可具有适于在鼻子的上部部分和鼻梁的两侧对齐的两个细长部分172。将鼻梁支撑构件170定位在鼻子之上可允许使用者例如在套戴头戴式装置100时确定头戴式装置的旋转和纵向放置。
鼻梁支撑构件170还可被配置来进一步抵抗重力支撑前部构件112，从而使得使用者能够更容易地套戴头戴式装置100并防止前部构件112在向下方向上在使用者的眉毛上施加压力。
在一些实施方案中，鼻梁支撑构件170由被配置来***到前部构件112中的对应狭槽中的一个或多个突片174来可移除地且可更换地附接到前部构件112，并且可以通过将突片174从容纳它们的狭槽中拉出来与前部构件112分离。在一些实施方案中，用于容纳突片174的狭槽位于前部构件112的中心处。
可针对个体使用者选择具有各种大小和形状的鼻梁支撑构件170。在一些实施方案中，鼻梁支撑构件170是足够柔性的和/或柔韧的，以便允许使用者手动调整鼻梁，以根据使用者的鼻子进行最佳调整。
现参考图2A和图2B，图2A和图2B是处于闭合状态的图1A和图1B的本发明头戴式装置的平面顶视图图解，分别地，图2A是定位在使用者的头部上并且图2B是自由的。
如在图2A和图2B中所见，在头戴式装置100的闭合状态下，臂构件114(其被拉开以打开和/或套戴头戴式装置100，如在下文中参考图3A所述)向内朝向彼此返回，使得闭合机构128处于闭合位置并且头戴式装置100形成适用于环绕使用者头部的周向头戴式装置。如在下文中参考图3A至图3D更详细描述的，臂构件114、并且确切地后部臂部分119在头戴式装置100在使用者的头部上闭合时的弯曲度取决于使用者头部的解剖结构弯曲度，并且适于符合所述解剖结构弯曲度。
如在下文中参考图5A和图5B以及图8A和图8B更详细描述的，在闭合状态下，通过形成前部构件112的一部分的多个部分(例如像，可压缩电极***130(如通过比较图2A和图2B所见)或柔性电极***130(如在图8A和图8B中所见))的压缩、挠曲和/或回弹，压力被施加到使用者的前额。
现参考图3A、图3B、图3C和图3D，图3A、图3B、图3C和图3D是将图1A和图1B的本发明头戴式装置套戴在使用者的头部上的方法的步骤的平面顶视图图解；并且参考图4A和图4B，图4A和图4B是套戴图1A和图1B的本发明头戴式装置的方法的步骤的透视图，图4A对应于图3C所示的套戴步骤，并且图4B对应于图3D所示的套戴步骤。
如在图3A中所见，在套戴头戴式装置100的初始步骤中，使用者用手指202在臂构件114处拿着头戴式装置，并将臂构件114拉动远离彼此以便在其间形成距离D并使头戴式装置100转变至打开状态。在将臂构件114彼此拉开时，使用者抵抗臂构件上114上的预定义预紧力。应了解，距离D的量值由臂构件114的柔性、臂构件上的预紧力以及使用者施加的力来确定。在一些实施方案中，距离D不超过人的头部的平均宽度。在一些实施方案中，距离D不大于12cm、15cm或20cm。
在一些实施方案中，由闭合机构128或头戴式装置100的端部施加到使用者的头部上的预加载力可以通过以下比来限定：
(1)P～EID/L3
其中：
P是由头戴式装置100的端部施加到使用者头部的力；
E是臂构件114的杨氏模量；
I是臂构件114的惯性矩；
D是臂114相对于头戴式装置的对称轴的位移；并且
L是一个臂114的长度。
如图3A所示，臂构件114、并且确切地其后部臂部分119的弯曲度可以由假想圆(在附图中用虚线示出并用附图标号206指示，并且部分地由臂构件包围)的半径限定。在静止状态下(如图1A和图1B所示)，以及在将头戴式装置施加到使用者的头部之前的打开状态下，这种假想圆的半径由标号R0标记，并且可具有不大于15cm、13cm或8cm的长度。
另外转向图3B，可以看出，使用者将头戴式装置100放置成使得闭合机构128接合太阳穴区域，在一些实施方案中，略微在使用者的耳朵的前方。由于臂构件114上的预定义预紧力，闭合机制128或头戴式装置100的端部在箭头204所指示的方向上向使用者头部的两侧施加力。在一些实施方案中，力的量值不大于20N、15N或10N。
本发明的具体特征在于：臂构件114的后部臂部分119的弯曲度受臂构件与使用者头部的两侧的接触影响，使得弯曲度可由第二假想圆限定，所述第二假想圆部分地由臂构件包围并且类似于图3A的圆206，所述第二假想圆具有半径R1，其大于图3A所示的头戴式装置100的静止状态和打开状态下的假想圆的半径R0。
本发明的另一个特征在于：臂构件114的后部臂部分119的弯曲度是这样以使得当闭合机构128接合使用者头部的两侧时，在头戴式装置100的端部与使用者的头部之间形成角度α1。如在下文中参考图3C和图3D更详细描述的，角度α1连同由臂构件114向使用者头部的两侧施加的预加载力确保在使用者套戴头戴式装置100时，头戴式装置100的端部、并且具体地闭合机构128保持紧密接近使用者头皮的表面。在一些实施方案中，角度α1不大于90度、85度或80度，并且不小于20度、30度、35度或40度。
转向图3C，可以看出，使用者在向后方向上推动头戴式装置100，例如通过以类似于人戴眼镜的方式拿着臂构件114或通过推动前部构件112。由于臂构件114的预紧力，头戴式装置100的端部(包括闭合机构128)在这种向后运动过程中保持紧密接近使用者头皮的表面，并在使用者的头发之下和之间刮动，以便在套戴头戴式装置时在后部电极140与头皮之间实现直接接触，如在图4A中清晰所见。
当使用者在向后方向上推动头戴式装置100时，由于使用者的头皮与闭合机构128之间的接合，臂部件114的弯曲度、臂构件114与使用者头部之间的角度以及施加到使用者头部的力发生变化。确切地，由于臂构件114沿着使用者头部的弯曲度朝向彼此返回的事实，在箭头208指示的方向上向使用者头部施加的并且使用上述比(1)计算的力小于在如图3B所示的套戴阶段开始时施加并且由箭头204指示的力。臂构件114与使用者头部之间的角度在大小上也有所减小，使得图3C所示的角度α2小于图3B的角度α1。
此外，臂构件114的后部臂部分119的弯曲度受头戴式装置100的向后移动影响，并且可由第三假想圆限定，所述第三假想圆部分地由臂构件包围并且类似于图3A的圆206，所述第二假想圆具有半径R2，其大于图3A所示的头戴式装置100的静止状态和打开状态下的假想圆的半径R0，并且小于图3B所示的半径R1。
在一些实施方案中，当闭合机构128的两个部分彼此紧密接近时，闭合机构128的两个部分彼此吸引以闭合头戴式装置100，而无需使用者主动闭合头戴式装置100或操纵闭合机构128。
在图3D和图4B中，头戴式装置100完全套戴在使用者的头部上，并且闭合机构128在使用者头部的后面闭合。前部构件112接合使用者的前额，使得前部电极***130在眶上神经和滑车上神经的区域中接合使用者的皮肤，并且在一些实施方案中，可单侧或双侧地刺激这些神经。如在图4B中清晰所见，后部构件116的后部电极***140在使用者头部的后面在枕神经的区域中、在头发之下接合使用者的头皮，并且在一些实施方案中，可刺激这些神经。
在其中闭合机构128是如下文参考图17A和图17B所述的磁性闭合机构的一些实施方案中，有磁力PM施加在闭合机构128的两个部分之间，如箭头210所指示，并且所述磁力可具有大于0.5N、1.0N或2.0N的力量值。
在初次套戴头戴式装置100时，使用者可以通过将后部臂部分119和前部构件112朝向彼此推动来减小头戴式装置的长度并调整其大小，直到头戴式装置紧缩在使用者的头部上，这样使得大小调整机构120的长度发生变化，并由此将头戴式装置100的大小调整到使用者头部的大小。
此外，在一些实施方案中，通过使头戴式装置100紧缩在使用者的头部周围而施加到前部构件112的压力允许前部构件的可压缩部件进行压缩(如在下文中参考图5A至图5C所述)，或者允许前部构件的柔性部件挠曲(如在下文中参考图8A至图9B所述)，从而确保前部构件112的电极130完全接合使用者的前额，并确保由头戴式装置100向使用者的头部施加足够的径向压力。
前部构件112和后部构件116上的这种将它们朝向使用者的头部推动的径向压力确保前部电极***130和后部电极***140维持其合适的位置并与使用者的皮肤保持紧密接触。确切地，在一些实施方案中，由头戴式装置100在使用者的头部上施加的径向压力PR是在箭头212所指示的方向上，并且可具有大于0N、1.0N或3.0N的力量值。
当头戴式装置在使用者的头部上处于闭合位置(如图3D和图4B所示)时，臂构件114、并且确切地其后部臂部分119的弯曲度确保当头戴式装置100在使用者头部的后面闭合时，所述弯曲度与使用者头部的解剖结构弯曲度一致。
如上文所述，在一些实施方案中，另外的电极***可用于刺激其他神经或神经接点(诸如颧颞神经和耳颞神经(图22A至图23B))，或用于经皮刺激脑区(诸如额叶、枕叶、顶叶和颞叶)，或者一些电极可包括被配置来感测使用者头部的一部分的电参数的感测电极。
现参考图5A和图5B，图5A和图5B分别是处于静止状态和套戴状态的图1A和图1B的本发明头戴式装置的前部构件的平面顶视图图解；并且参考图5C，图5C是沿着图1A和图1B的本发明头戴式装置的前部构件的宽度截取的剖视图解，并且所述剖视图解示出前部构件的内部结构。
如图所见，在一些实施方案中，前部构件112包括可压缩部分214，其在这里被示出为围绕前部电极***的可压缩衬垫。在静止状态下，或者当头戴式装置未被使用者套戴而是压靠在他的前额上时，可压缩部分从前部构件112径向向内延伸，并具有在图5A中由标号A指示的第一径向深度。当头戴式装置被使用者套戴时，可压缩部分214压缩，并具有在图5B中由A'指示的第二径向深度。第二径向深度A'小于第一径向深度A，使得可压缩部分214向使用者的前额施加压力，从而确保在可变条件下在头戴式装置100与使用者的头部之间存在足够的压力，以使得头戴式装置及其治疗部件在头戴式装置的使用过程中不会从其预期位置移动，即使使用者改变他或她的姿势(例如躺下，从而向头戴式装置的后部区域或头戴式装置的侧部部分施加压力)也是如此。此外，可压缩部分214在其压缩时所施加的压力补偿前部构件112的轮廓与可变的前额轮廓之间的差异，使得无论使用者前额的精确解剖结构如何，电极***130都可接触使用者的前额。
在一些实施方案中，可压缩部分214在套戴头戴式装置100时被压缩的程度促进对头戴式装置100的周长的调整。
应了解，存在许多方式来构件合适的可压缩部分214。例如，可压缩部分214可以由围绕前部电极***130的柔性和/或弹性边沿或密封布置形成，例如，如图6A至图6C所示，或者基本上如在标题为“HEADSET FOR TREATMENT AND ASSESSMENT OF MEDICALCONDITIONS”的PCT申请公开号WO2014/141213中所描述地形成，所述申请如同在本文中完整阐述一样以引用方式并入本文。在一些此类实施方案中，弹性边沿的主要目的是围绕电极130的周边进行密封，并且此外，弹性边沿可以充当可压缩部分214。
作为另一个实例，可压缩部分214可包括安装在海绵、弹性体或其他可压缩材料或构造上的电极***130，使得当前部构件112压靠在使用者的头部上时，海绵或其他可压缩构造被压缩，并且使用者前额上的径向压力增大。
图5C中示出可压缩部分214的另一种示例性结构。在图5C所示的结构中，前部构件112包括设置在电极***130下方的中空部分216，并且电极***130由至少部分地柔性的基座表面218支撑或包括所述基座表面218，使得当有压力施加到前部构件112时，电极***130和/或前部构件的其他部件例如通过基座表面218的变形而被压缩到中空部216中，从而形成可压缩部分。在一些实施方案中，在图5C中由距离S指示的中空部218的高度大于前部构件112的内表面220与电极***130的顶部表面的内侧222之间的距离，所述距离由R指示。这种构造使得整个高度的电极***130能够被压缩到中空部216中。
还应了解，根据本文教义的可压缩部分214不需要必须形成前部构件的一部分，并且可以放置在头戴式装置上适于接合使用者皮肤的任何位置中，诸如在后部构件116中和/或沿着臂构件114。
现参考图6A，图6A是电极***的一个实施方案的剖视图，所述电极***包括设置在电极基座中的一次性电极单元；并且参考图6B和图6C，图6B和图6C是根据本发明的一个实施方案的具有(图6B)和不具有(图6C)多层一次性电极单元的电极基座的透视图图解。
图6A是电极***230的横截面，所述电极***230包括设置在电极基座234中的一次性电极单元232，一次性电极单元和电极基座的组合适用于如本文所述的头戴式装置，例如像电极130和/或140一样。电极基座234可被配置来由连接构件236物理地联接到头戴式装置(诸如头戴式装置100)，并且可由导电线238电联接到头戴式装置电子电路。电极基座234可被配置成包括至少一个电极基座壳体240，其包括围绕底板242的升高周向壁，从而形成适于接收一次性电极单元232的腔体。根据某些实施方案，电极基座壳体240优选地由柔性材料(诸如硅或热塑性聚氨酯(TPU))制成。
电极基座壳体240可被配置成包括限定接触部分244的导电材料，所述接触部分244至少部分地设置在电极基座壳体240的底板242之上或之内。导电层适于由导电线238电联接到电子电路并且可充当一次性电极单元232的触点。
电极单元232可被配置来可释放地(物理地且电气地)联接到电极基座壳体240。
电极单元232是多层单元，其可包括液体吸收层或垫246和优选地由碳箔制成的柔性导电背衬层248。这两个层可以附接或直接附接。可以使用各种制造工艺，包括热焊接、RF焊接、超声焊接、胶合或缝合。在一些实施方案中，为了减小液体吸收层246的边缘处的电流密度，导电背衬层248可被配置成与层246相比具有更小的面积或“占用面积”。因此，层246(其相对于层248具有更低的导电性)的边缘处的电流密度将减小。
导电背衬层248还可包括薄的导电涂料导电层250，其可以“网格”图案进行印制并且可被配置来仅覆盖层248的中心部分。导电涂料层250可优选地印制在层248的底部表面上并且可被配置成面向电极基座壳体240的接触部分244，以便在多层电极单元232附接到电极基座壳体240时进行电联接。导电涂料层250可被配置成与层248相比具有更高的导电性，使得在减小层248的边缘处的电流密度的同时改进层248之上的电流消散。
在一些实施方案中，一次性电极单元232(包括垫246)可被干燥地提供给使用者，并且使用者可在使用前用水、盐水、导电凝胶或其他合适的液体浸渍垫246。在其他实施方案中，一次性电极单元232的电极垫246可以用导电凝胶进行预浸渍，使得凝胶几乎被吸收在垫中，并且使用者根本不需要浸渍垫。导电凝胶可以是适用于电极的任何可商购获得的导电凝胶。应了解，导电凝胶的使用改进导电性并减少垫246的脱水，并且对于使用者来说，预浸渍的垫246处理起来可能更容易且较不脏乱。在一些实施方案中，垫246可包括自粘水凝胶层。
一次性电极单元232的电极垫246可被配置来从皮肤表面接收(感测)电流或其他生物信号(例如像脑电图(EEG))，并且通过头戴式装置电路将其传递到包括微处理器的电子电路，或者将其无线传输到远程单元。
如以上所提及，电极单元232可以是一次性的并且可由使用者方便地更换。
电极单元232，并且具体地是电极垫246，可被配置成包括与垫246的中心区域相比更薄的周边边缘256。周边边缘256可以通过各种制造工艺、诸如超声焊接、RF焊接或热压缩来制成。通过将薄边缘256***到壳体240中的对应凹槽252中，电极垫246可以可逆地物理联接到壳体240并且电联接到接触部分244。
电极单元232可被配置成与壳体240相比具有更大的面积。因此它可以挤入到壳体240中，以便可逆地(物理地且电气地)联接到壳体240。
电极基座壳体240可被配置成包括导电机械卡扣连接器，其被配置来物理地且电气地可逆联接到附接到电极单元232的对应连接器。
图6B和图6C中提供具有和不具有本发明多层一次性电极单元232的电极基座234的透视图。
另外的电极配置在标题为“HEADSET FOR TREATMENT AND ASSESSMENT OFMEDICAL CONDITIONS”的PCT申请公开号WO2014/141213中有所描述，所述申请如同在本文中完整阐述一样以引用方式并入本文。
现参考图7A，图7A是包括安装在单个电极基板上的多个电极的一次性电极单元的平面顶视图图解；并且参考图7B，图7B是适用在图1A和图1B的本发明头戴式装置中使用的电极接收单元的透视图图解，所述电极接收单元包括容纳包括多个电极的单个一次性电极单元的单个电极基座。
如在图7A中所见，一次性电极单元272包括安装到单个非导电电极基板276上的两对电极垫274a和274b，所述电极垫274a和274b可以类似于图6A至图6C的电极垫246和电极背衬248。每个电极垫274具有与其相关联的专门的电触点278，所述电触点促进电极垫274与一次电极单元272***到其中的电极基座(未示出)的导电部分之间的电连接。如图所见，在一些实施方案中，这两对电极274a和274b是镜像对称的。
在一些实施方案中，电极垫274a和274b的尺寸和空间关系基本上如在下文中参考图10B至图10D所述的。
角度γ表征电极对274a、274b相对于一次性电极单元272的由附图标号275指示的对称轴的角度放置。角度γ限定在于电极对274a、274b的基部处连接轮廓的两个边界点的线277(类似于图10B的线K)与对称轴275之间，并且在一些实施方案中，不大于90度、不大于80度、或不大于70度。
如上文所提及，两对电极274a、274b之间的距离D可以在4mm-35mm、6mm-25mm或8mm-15mm的范围内。
应了解，在单个电极基板上安装多个电极垫确保电极之间的相对距离和角度关系得以保持，即使电极需要挤入到电极基座中(例如像在上文中参考图6A至图6C所述)也是如此。此外，单个结构上的多个电极使得使用者必须管理的一次性物品更少，并提高电极和头戴式装置的易用性。
虽然图7A所示的电极单元272包括两对电极，但是一个结构可用于安装单对电极，以用于对前额的左侧或右侧处的三叉神经分支进行单侧刺激，这类似于图10B和图10C所示的结构。在其他实施方案中，可使用两个电极，每个电极包括单个电极并且具有与图10A所示的实施方案类似的尺寸和空间关系。
现参考图7B，图7B是适用于在图1A和图1B的本发明头戴式装置中使用的电极接收单元的透视图图解，所述电极接收单元包括容纳包括多个电极的单个一次性电极单元的单个电极基座。
如图7B所示，前部构件112(类似于上文参考图1A和图1B所述的那个)包括单个电极壳体280，其可以类似于上文参考图6A至图6C所述的电极壳体240。电极壳体280被配置来：在套戴头戴式装置时跨越使用者前额的大部分，并且将包括多个电极垫284的一次性电极单元282接收在其中，并且围绕所有电极垫284提供密封。
在所示实施方案中，电极单元282包括单个基板和一对电极垫284，其适于刺激使用者头部的眶上区域中的三叉神经。然而，在一些实施方案中，例如类似于在上文中参考图7A描述的电极单元272，电极单元282可包括多于两个电极。
在一些实施方案中，单个电极壳体280可接收各自包括一个或多个电极垫的一个或多个一次性电极单元，并且不需要必须只接收完全适合于壳体280的轮廓的电极单元。
现参考图8A和图8B，图8A和图8B是分别处于静止状态和套戴状态的、根据本文教义的另一个实施方案的、适用于与图1A和图1B的本发明头戴式装置一起使用的本发明前部构件的平面顶视图图解；参考图9A，图9A是根据本文教义的另一个实施方案的本发明电极单元的透视图图解，所述电极单元形成图8A和图8B的本发明前部构件的一部分，所述电极单元包括安装在单个柔性叶片上的多个电极；并且参考图9B，图9B是图9A的本发明电极单元的剖视图解，所述剖视图解是沿着图9A中的剖面线IXB-IXB截取的。
如在图8A和图8B中所见，在一些实施方案中，前部构件112包括柔性部分1214，其在这里被示出为上面安装有前部电极***的柔性叶片1216。在静止状态下，或者当头戴式装置未被使用者套戴而是压靠在他的前额上时，柔性部分从前部构件112径向向内延伸，并具有在图8A中由R指示的第一半径和在图8A中由标号A指示的第一径向深度。当头戴式装置被使用者套戴时，柔性部分1214径向向外延伸，并具在图8B中由R'指示的半径和在图8B中由A'指示的第二径向深度。第二半径R'大于第一半径R并且第二径向深度A'小于第一径向深度A，使得柔性部分1214在形状上符合使用者前额的轮廓并向其施加压力，从而确保在可变条件下在头戴式装置100与使用者的头部之间存在足够的压力，以使得头戴式装置及其治疗部件在头戴式装置的使用过程中不会从其预期位置移动，即使使用者改变他或她的姿势(例如躺下，从而向头戴式装置的后部区域或头戴式装置的侧部部分施加压力)也是如此。此外，柔性部分1214的柔性和由其在径向向外延伸时施加的压力补偿前部构件112的轮廓与可变的前额轮廓之间的差异，使得无论使用者前额的精确解剖结构如何，电极***130都可接触使用者的前额。
在一些实施方案中，柔性部分1214在套戴头戴式装置100时延伸的程度促进对头戴式装置100的周长的调整。
应了解，存在许多方式来构建合适的柔性部分1214，所述方式之一将在下文中参考图9A和图9B进行描述。
还应了解，根据本文教义的柔性部分1214不需要必须形成前部构件112的一部分，并且可能够例如使用卡扣配合连接来可移除地连接到所述前部构件112，或者可以放置在头戴式装置上适于接合使用者皮肤的任何位置中，诸如在后部构件116中和/或沿着臂构件114。
现在转向图9A和图9B，可以看出，电极***1230被安装到柔性叶片上1216上。电极***1230包括一个或多个电极单元1232，叶片1216充当所述一个或多个电极单元1232的电极基座。叶片1216被配置来由连接构件(未示出)物理地联接到头戴式装置(诸如头戴式装置100)的前部构件112，并且可由导电线(未示出)或导电连接器电联接到头戴式装置电子电路。电极单元1232由至少一个电极壳体1240围绕。
电极壳体1240包括围绕叶片1216的周长布置的侧壁1242，以及布置在电极***1230的前部部分处且适于在电极***处于使用中(如在图8B中所见)时接合使用者皮肤的前部壁部分1244。中间壁部分1246在电极单元1232之间进行分离，使得叶片1216连同电极壳体1240形成适于接收电极单元1232的腔体1248。根据某些实施方案，电极壳体1240优选地由柔性材料(诸如硅或热塑性聚氨酯(TPU))制成。
电极壳体1240、并且确切地腔体1248适于在叶片1216延伸且电极***1230抵靠使用者的前额进行压缩(如图图8B所示)时保持从电极单元1232释放的流体。在一些实施方案中，侧壁1242包括一个或多个排气口1250，其适于在电极***1230抵靠使用者的前额进行压缩时或在流体从电极单元1232释放到腔体1248中时允许将空气从腔体1248移除。
柔性叶片1216可包括限定接触部分1254的导电材料，所述接触部分1254至少部分地设置在叶片1216之上或之内。导电层适于由导电线(未示出)电联接到电子电路并且可充当电极单元1232的触点。
电极单元1232可被配置来在电极壳体1240内可释放地(物理地且电气地)联接到叶片1216。
电极单元1232是多层单元，基本上如上文参考图6A至图6C所述，所述多层单元可包括液体吸收层或垫1256和优选地由碳箔制成的柔性导电背衬层1258。基本上如上文参考图6A至图6C所述，导电背衬层1258还可包括薄的导电涂料导电层。
在一些实施方案中，电极单元1232是一次性的，并且连同垫1256可被干燥地提供给使用者，并且使用者可在使用前用水、盐水、导电凝胶或其他合适的液体浸渍垫1256。在其他实施方案中，一次性电极单元1232的电极垫1256可以用导电凝胶进行预浸渍，使得凝胶几乎被吸收在垫中，并且使用者根本不需要浸渍垫。导电凝胶可以是适用于电极的任何可商购获得的导电凝胶。应了解，导电凝胶的使用改进导电性并减少垫1256的脱水，并且对于使用者来说，预浸渍的垫1256处理起来可能更容易且较不脏乱。在一些实施方案中，垫1256可包括自粘水凝胶层。
电极单元1232的电极垫1256可被配置来从皮肤表面接收(感测)电流或其他生物信号(例如像脑电图(EEG))，并且通过头戴式装置电路将其传递到包括微处理器的电子电路，或者将其无线传输到远程单元。
如以上所提及，在一些实施方案中，电极单元1232可以是一次性的并且可由使用者方便地更换。在一些实施方案中，接触部分1254和/或背衬层1258可以固定到叶片1216，而在其他实施方案中，这些层中的一者或两者可附接到垫1256并且可与其一起由使用者更换。在一些此类实施方案中，叶片1216可被配置成包括导电机械卡扣连接器，其被配置来物理地且电气地可逆联接到附接到电极单元1232的对应连接器。
在一些实施方案中，电极单元1232永久地附接到电极壳体1240，并且电极单元1232连同壳体1240是一次性的并且被设计成在每次使用后或在若干次使用后由使用者更换。在一些实施方案中，整个柔性部分1214(包括叶片1216)和电极***1230是一次性的，并且被设计成在每次使用后由使用者更换。
现参考图10A，图10A是单个本发明电极的尺寸的示意图解，所述本发明电极被配置来选择性地刺激眶上区域中的神经分支；参考图10B和图10C，图10B和图10C是***的本发明电极的两个实施方案的尺寸的示意图解，所述电极被配置来选择性地刺激眶上区域中的神经分支；并且参考图10D，图10D是图10C的电极在刺激眶上区域的右侧和左侧的神经分支时的布置的示意图解。
图10A是电极260的一个实施方案的图解，像图1A和图1B的电极***130中的一个或多个那样，电极260可被配置用于刺激眶上区域。电极260可包括：液体吸收层，所述液体吸收层具有生物相容性接触表面，所述接触表面适于抵靠使用者的皮肤表面并置；以及电极背衬，所述电极背衬附接到液体吸收层，所述背衬含有至少一个导电材料或元件，当液体吸收层充满液体时，导电材料或元件在操作模式下与液体吸收层电连接。
电极260可被配置成具有导电接触表面，其具有以下尺寸：
(i)长尺寸(DL)，其长度为20mm至55mm、25mm至50mm或30mm至45mm。
(ii)窄尺寸(DN)，其长度为10mm至30mm、10mm至25mm或12mm至20mm。
凹形轮廓E具有由边界点G和F限定的凹面，所述点位于凹面的相反端部处。
通常，A/L为至少0.5mm，
A是由虚线K和凹面界定的面积；
L是(位于边界点G与F之间的)线K的长度，(L)为至少10mm，
其中，位于凹形轮廓上的第一点与在电极260的周边上位于与凹形轮廓E相反的一侧上且在第一点处相对于轮廓E以垂直方式对齐的第二点之间的线具有长度H，
并且其中，在整个凹形轮廓上，
H最大/H最小≤2.5
H最大是H在这个整体内的最大值；并且
H最小是H在这个整体内的最小值。
被配置来刺激眶上区域的两个电极260之间的距离可以在4mm-35mm、6mm-25mm或8mm-15mm的范围内。
图10B是一对电极270a和270b的一个实施方案的图解，所述一对电极270a和270b可被配置用于刺激使用者头部的前部部分、诸如用于刺激眶上区域中的特定神经或神经分支，或者用于对使用者脑部的前部区域进行经颅刺激，使得在一些实施方案中，电极270a和270b一起可以在功能性上类似于图1A和图1B的电极***130中的一个或多个。
每个电极270a和270b可包括：液体吸收层，所述液体吸收层具有生物相容性接触表面，所述接触表面适于抵靠使用者的皮肤表面并置；以及电极背衬，所述电极背衬附接到液体吸收层，所述背衬含有至少一个导电材料或元件，当液体吸收层充满液体时，导电材料或元件在操作模式下与液体吸收层电连接。
在一些实施方案中，除了现有的层之外，电极270a和270b还共享另外的非导电电极基板，所述基板包括两个接触部分，每个接触部分与电极270a和270b中的一个的电极背衬电接触，基本上如上文参考图7A所述。
电极270a和270b各自具有第一端部、第二端部、高度和长度，使得电极270a和270b的高度在其极大点处(DN)在10mm至40mm、12mm至36mm或20mm至33mm的范围内。
电极270a和270b被配置成在设置成邻近使用者的皮肤时彼此水平地并排布置，使得第一电极的第二端部271a与第二电极的第一端部271b相邻、并且在一些实施方案中与其平行，其间具有距离S，S在1mm-15mm、2mm-10mm或4mm-8mm的范围内。
由电极270a的长度、电极270b的长度和距离S组成的长度(DL)在20mm至55mm、25mm至50mm或30mm至45mm的范围内。在一些实施方案中，电极270a的面积A1等于电极270b的面积A2。在其他实施方案中，面积之比A1/A2在0.5-2、0.7-1.5或0.8-1.25的范围内。
在一些实施方案中，电极270a和270b一起可在其下部端部处被限定成是沿着单个凹形轮廓E的，所述凹形轮廓E具有由边界点F和G限定的凹面，所述点位于凹面的相反端部处，所述凹面大体沿循使用者眉毛的轮廓线，使得：
比A/L为至少0.5mm，其中A是由虚线K和凹面界定的面积，并且L是(位于边界点G与F之间的)线K的长度，L为至少10mm。
如上文所讨论，位于凹形轮廓上的第一点与在电极270a或电极270b中的一个的周边上位于与凹形轮廓E相对的一侧上且在第一点处相对于轮廓E以垂直方式对齐的第二点之间的线具有长度H，并且其中，在两个电极270a和270b的整个凹形轮廓上，
H最大/H最小≤2.5
H最大是H在这个整体内的最大值；并且
H最小是H在这个整体内的最小值。
在电极270a的边缘271a与线K之间限定的角度β在45度-110度、70度-90度或75度-85度的范围内。β表征电极的边缘271a相对于基部的角度。
应了解，在一些实施方案中，电极270a和电极270b合在一起可适用于在如图1A和图1B所示的单个前部电极***130中使用。此外，在其中一对电极270a和270b作为一对而不对称的实施方案中，要在使用者前额的对称相反侧使用的对应的一对电极将是电极270a和270b的镜像复制品。
被配置来刺激眶上区域的两对电极270a和270b之间的距离可以在4mm-35mm、6mm-25mm或8mm-15mm的范围内。
图10C是一对电极1270a和1270b的一个实施方案的图解，所述一对电极1270a和1270b可被配置用于刺激使用者头部的前部部分，诸如用于刺激眶上区域中的特定神经或神经分支。具体地，电极可被配置用于刺激眶上神经和滑车上神经，所述神经是三叉神经的眼部分支，如下文参考图23C所述。在一些实施方案中，电极1270a和1270b一起可以在功能性上类似于图1A和图1B的电极***130中的一个或多个。
每个电极1270a和1270b可包括：液体吸收层，所述液体吸收层具有生物相容性接触表面，所述接触表面适于抵靠使用者的皮肤表面并置；以及电极背衬，所述电极背衬附接到液体吸收层，所述背衬含有至少一个导电材料或元件，当液体吸收层充满液体时，导电材料或元件在操作模式下与液体吸收层电连接。
在一些实施方案中，除了现有的层之外，电极1270a和1270b还共享另外的非导电电极基板，所述基板包括两个接触部分，每个接触部分与电极1270a和1270b中的一个的电极背衬电接触，基本上如上文参考图7A所述。
在一些实施方案中，电极1270a和1270b具有基本上完全相同的轮廓，并且仅仅是相对于彼此旋转以形成图10C所示的大体轮廓。电极的完全相同的形状和大小简化了使用者对电极的放置，并且简化且降低了制造成本。尽管电极具有相同的轮廓，但是它们以不同的角度取向进行设置，以便准确地放置在每个受刺激神经分支的解剖位置上方，并且防止将令使用者不愉快的对组织(诸如颅骨骨膜)的所不期望的刺激。
电极1270a和1270b大体上是梯形的，其中梯形的拐角由曲线替代。这样，每个电极包括第一端部或基部1272、第二端部或基部1274、第一侧1276、和第二侧1278、(在第一侧与第二侧之间限定的)高度和(在第一基部与第二基部之间限定的)长度。
电极1270a和1270b的长度在其极大点处(DN)在10mm至40mm、15mm至30mm或20mm至25mm的范围内。电极1270a和1270b的高度是这样以使得邻近第一基部在第一侧与第二侧之间限定的最小高度H最小和使得邻近第二基部在第一侧与第二侧之间限定的最大高度H最大满足以下公式：
H最大/H最小≤2。
电极1270a和1270b被配置成在设置成邻近使用者的皮肤时彼此水平地并排布置，使得第一电极的第二基部1274a与第二电极的第一侧1276b相邻、并且在一些实施方案中与其平行，其间具有距离S，S在1mm-15mm、2mm-10mm或4mm-8mm的范围内。第二基部1274a和第一侧1276b的平行布置防止在电极之间形成电流密度增大的区域。
由电极1270a的长度、电极1270b的宽度和距离S组成的长度(DL)在20mm至55mm、25mm至50mm或30mm至45mm的范围内。在一些实施方案中，电极1270a和1270b的面积A是相等的。
在电极1270a的第二基部1274a与第二侧1278a之间限定的角度β在45度-110度、70度-90度或75度-85度的范围内。β表征电极的第二侧1278a相对于基部1274a的角度。应了解，电极1270a和1270b可以是侧到侧对称的，使得β也表征电极的第一侧1276a相对于基部1274a的角度。
应了解，在一些实施方案中，电极1270a和电极1270b合在一起可适用于在如图1A和图1B所示的单个前部电极***130中使用。此外，作为彼此的镜像布置的两对电极1270a和1270b可以在使用者前额的对称相反侧上使用，如图10D所示。在一些实施方案中，每对电极1270a和1270b被配置来充当分离的刺激通道，从而刺激眶上神经的分支和滑车上神经的对应分支。
被配置来刺激眶上区域的两对电极1270a与1270b之间的距离D可以在4mm-35mm、5mm-25mm或6mm-15mm的范围内。
另外的电极可以定位在头戴式装置上以便刺激其他神经(例如，头部侧部处的颧颞神经或耳颞神经)或刺激颞脑区。头戴式装置还可包括被配置来刺激枕区的电极，如下文参考图22A至图22B进一步描述的。
现参考图11A和图11B，图11A和图11B是适用于与图1A和图1B的本发明头戴式装置100一起使用的本发明后部构件的一个实施方案的透视图图解；并且参考图12A和图12B，图12A和图12B分别是处于静止状态和处于按压状态的图11A和图11B的后部构件的示意剖视图解。
如在图11A和图11B中所见，可类似于图1A和图1B后部构件116的后部构件716包括已经适配用于容纳枕部电极***740(其类似于图1A和图1B的电极***140)的后部电极壳体700。后部电极壳体700包括：外表面702，其被配置来在头戴式装置由使用者使用时背离使用者的皮肤；以及内表面704，其被配置来在头戴式装置处于使用中时接合使用者的皮肤。在一些实施方案中，电极壳体700由柔性材料(诸如硅橡胶、聚氨酯、聚丙烯等)形成。
电极***740通常包括电极垫746，其适于电接合导电背衬层748，基本上如上文参考图6A至图6C所述。导电背衬层748可设置在所述后部电极壳体700内，在一些实施方案中，安装在内表面704上，并且被配置来电接合设置在后部电极壳体700的内表面704之中或之上的电触点744。通常，电极垫746是一次性的，并且可以在每次使用时或在必要时由使用者更换。在一些实施方案中，导电背衬层748安装在一次性电极垫746上，并且在更换电极垫时由使用者更换。
压力位置引导件706设置在外表面702上、通常在与触点744在内表面704上的位置平行的位置处，所述压力位置引导件706被配置来关于用于向后部电极施加压力的合适位置来引导穿戴头戴式装置的使用者。在一些实施方案中，压力定位引导件706是有纹理的，使得使用者在套戴头戴式装置时可以在触觉上感觉到压力定位引导件706在使用者头部的后部部分的位置。
当头戴式装置处于其静止状态时，或者未被使用者套戴时，电极***740接合电极壳体700的整个内表面704，如图12A所示。在这种状态下，电极垫746具有由A指示的第一厚度。
在如上文所述套戴头戴式装置之后，当电极***740在使用者头部的后部被放置在使用者的头发之下时，使用者在由压力位置引导件706指示的位置处、在图12B中的箭头F所指示的方向上向电极壳体700施加压力。在一些实施方案中，由使用者施加的力F大于0.1N、大于1.0N或大于3.0N。
由于电极壳体700的柔性性质，使用者在压力位置引导件706处施加的压力导致电极壳体700变形并且导致将电极垫746压缩至为A’的厚度，如图12B所示。在一些实施方案中，电极垫746在压缩状态下的厚度A’小于垫在静止状态下的厚度A(A’<A)。
使用者施加的压力连同电极垫746的压缩导致导电流体(诸如水、盐水或导电凝胶)从电极垫746释放到电极***740与使用者的头发和/或头皮之间的间隙中。释放的液体减小电极***740与头皮之间的阻抗(这是因其间存在头发所致)，从而提高治疗功效。
在一些实施方案中，电极壳体700不是完全由柔性材料形成的，而是包括由柔性材料形成的层，使用者向所述层施加压力。
在一些实施方案中，刚性层设置在柔性电极壳体700或其柔性层与电极***740之间。在此类实施方案中，使用者将压力施加到柔性电极壳体或柔性层，并且压力在整个刚性层内分布，从而导致安装在刚性层上的电极背衬748与电极垫746的整个表面接触。此外，更均匀的压力可被施加到电极垫746。在此类实施方案中，触点744和/或电极背衬748设置在刚性层上。
现参考图13A和图13B，图13A和图13B是单个本发明电极和***的本发明电极的尺寸的示意图解，所述电极均被配置来选择性地刺激枕区中的神经分支。
图13A是电极290的一个实施方案的图解，像图1A和图1B的电极***140中的一个或多个一样，电极290可被配置用于刺激枕区。图13B是一对电极291a和291b的图解，它们一起可具有与电极290类似的轮廓线并且可被配置用于刺激枕区中的特定神经或神经分支，使得电极291a和291b一起可以在功能性上类似于图1A和图1B的电极***140中的一个或多个。
电极290、291a和291b可包括：液体吸收层，所述液体吸收层具有生物相容性接触表面，所述接触表面适于抵靠使用者的皮肤表面并置；以及电极背衬，所述电极背衬附接到液体吸收层，所述背衬含有至少一个导电材料或元件，当液体吸收层充满液体时，导电材料或元件在操作模式下与液体吸收层电连接。
在一些实施方案中，电极291a和291b可以都附接到另外的、共同的非导电电极基板，所述基板包括两个接触部分，每个接触部分与电极291a和291b中的一个的电极背衬电接触。
电极290、291a和291b中的每一个关于水平对称轴292镜像对称。
确切地转向图13A，电极290是狭窄且细长的，并且在一些实施方案中，可具有限定由曲线295的第一端部293和第二端部294的渐缩的、弯曲的、大体截头圆锥形的轮廓线，第二端部294可以是弯曲的。在一些实施方案中，电极290可被配置成具有导电接触表面，其可具有以下尺寸：
(i)长尺寸(L)，其长度为10mm至55mm、15mm至50mm或25mm至45mm。
(ii)基部293处的狭窄尺寸(H1)，其长度为5mm至35mm、8mm至20mm或10mm至15mm。
(iii)尖端294处的狭窄尺寸(H2)，使得H1与H2之间的比不大于2、不大于1.5、或不大于1。
在一些实施方案中，弯曲尖端294的弯曲度可以由部分地被包围在弯曲尖端294内的假想圆限定，所述假想圆所具有的半径R不大于10mm、不大于8mm、或不大于6mm。
在一些实施方案中，曲线295的弯曲度可以由部分地被包围在每条曲线295内的第二假想圆限定，所述第二假想圆的半径R1为至少50mm、至少100mm、或至少150mm。
转向图13B，可以看出，电极291a和291b合在一起具有与电极290的轮廓线类似的轮廓线。这样，电极291a可包括基部293，电极291b可包括尖端294，并且假想曲线295可以从基部293延伸到尖端294，以跨越电极291a与电极291b之间的距离S。
图13B中示出的尺寸L、H1、H2、R和R1以与图13A中的对应尺寸基本相同的方式进行限定。图13B的尺寸L、R和R1是与图13A的对应尺寸基本相同的长度。然而，图13B的尺寸H1所具有的长度可以是5mm至35mm、10mm至25mm或12mm至20mm。图13B的尺寸H1和H2的比与图13A的对应比基本相同。
如图所见，电极291a和291b的彼此相邻的边缘296可以是平行的，并且在其间具有距离S，所述S在1mm-10mm、2mm-8mm或4mm-6mm的范围内。应了解，在一些实施方案中，距离S可以被选择成适合电极291a和291b中的每一个刺激枕神经分支中的不同神经分支。
在电极291a的边缘296与对称轴292之间限定的角度θ在75度-105度、80度-100度或85度-95度的范围内。角度θ表征电极***的角度。
在一些实施方案中，电极291a的面积A1等于电极291b的面积A2。在其他实施方案中，面积之比A1/A2在0.5-2、0.7-1.5或0.8-1.25的范围内。
应了解，在一些实施方案中，电极291a和电极291b合在一起可适用于在如图1A和图1B所示的单个后部电极***140中使用。在其中电极291a和291b作为一对而不对称的一些实施方案中，要在使用者的枕区的相反侧使用的对应的一对电极将是电极291a和291b的镜像复制品。
现参考图14A、图14B和图14C，图14A、图14B和图14C是图1A和图1B的本发明头戴式装置的平面图，其示出头戴式装置的柔性臂构件114的长度。
如上文参考图1A和图1B所提及，每个臂构件114包括邻近前部构件112的柔性太阳穴臂部分118、包括后部构件116的柔性后部臂部分119以及设置在其间的大小调整机构120。
确切地转向图14A，由A标记的柔性后部臂部分119的长度小于180mm、150mm或130mm。由B标记的刚性调整机构120的长度小于150mm、120mm或100mm。由C标记的太阳穴臂部分118的长度小于110mm、90mm或75mm。由D标记的前部构件112的长度小于150mm、120mm或100mm。
在一些实施方案中，尺寸A、B、C和D被选择成使得由公式2(A+B+C’)+D给出的头戴式装置100的总周长小于700mm、680mm或660mm。
如上文参考图3A至图3D所讨论，本文教义的具体特征在于：太阳穴臂部分118是弹性的，并且臂构件114在其上具有预定义预紧力，使得当臂构件114被向外拉时，太阳穴臂部分118将臂构件114往回朝向头戴式装置的对称轴驱动。上文参考图3A至图3D描述了影响预紧力的各种因素以及臂构件在预紧力的驱动力下施加的力的量值。
应了解，太阳穴臂部分118的弹性提供在臂构件114被向外拉之后将其朝向对称轴驱动所需的柔性和弹性的至少一部分。太阳穴臂部分118的柔性程度影响臂构件114可向外移位的距离，使得更柔性的太阳穴臂部分118允许臂构件114的更大位移。应了解，在其中前部构件112也为柔性或半柔性的实施方案中，前部构件112的柔性也可促进臂构件114可向外移位的程度。
后部臂部分119的长度A被选择成使得它将适于跨越使用者头部的整个后部部分，无论使用者头部的大小如何。确切地，如果后部臂部分119过短，则头戴式装置100可能无法在具有大的头部的人上闭合。此外，如果后部臂部分119过短，则它们可能无法在套戴头戴式装置时与使用者头部的后部部分的轮廓对齐，并且因此闭合机构128与使用者的头部之间的角度α(图3B和图3C)可能发生变化，并且在使用者的头发之间进行的刮动可能受扰乱。
大小调整机构120可以是任何合适的大小调整机构，例如像本领域已知的可滑动机构或棘轮机构。大小调整机构120的长度B以及大小调整机构120可改变臂构件114的长度的程度被选择以便实现头戴式装置的合适范围的周长，同时确保头戴式装置100在闭合状态下的周长将适合使用者头部的周长。
转向图14B，可以看出，在一些实施方案中，尽管后部臂构件119和大小调整机构120以及其长度保持与在图14A的实施方案中相同，但柔性太阳穴臂部分118延伸穿过前部构件112(例如穿过其中的专用狭槽)，使得它形成沿着头戴式装置的周长的大约一半延伸的弧。在一些此类实施方案中，由C标记的柔性臂部分118的长度小于220mm、小于180mm或小于120mm。在此类实施方案中，头戴式装置100的周长的更长区段是柔性且弹性的，并且促成臂构件114上的预紧力，并且促成臂构件114的弹性以及臂构件可向外移位的程度。
应了解，在诸如图14B所示实施方案的实施方案中，前部构件112必须被构造成使得沿着前部构件延伸的柔性臂部分118能够在必要时挠曲。例如，前部构件112可以是至少部分地柔性的并且具有延伸穿过其中的通道的臂部分118，使得臂部分118能够在必要时挠曲。作为另一个实例，前部构件112可以是刚性的，并且可具有沿着其外部表面延伸并在中心处的单个点处锚固到前部构件112的臂部分118，使得臂部分118能够在必要时挠曲，而不要求前部构件112有任何柔性。
图14C示出与图14B的实施方案类似的一个实施方案，其中柔性太阳穴臂部分118在前部构件112的外部(例如在其内侧)延伸。在一些此类实施方案中，由C标记的柔性臂部分118的长度小于220mm、小于180mm或小于120mm，基本上如上文参考图14B所述。
应了解，在诸如图14C所示实施方案的实施方案中，前部构件112必须被构造成使得沿着前部构件延伸的柔性臂部分118能够在必要时挠曲。例如，前部构件112可具有在中心处的单个点处锚固到前部构件112的臂部分118，使得臂部分118能够在必要时挠曲，而不要求前部构件112有任何柔性。现参考图15，图15是根据本文教义的适用于穿过头发刮动的本发明头戴式装置的后部构件的示意平面顶视图图解。
如在图15中所见，在一些实施方案中，后部构件116是渐缩的，使得后部构件116在连接到后部臂部分119的端部处的宽度(由A指示)大于后部构件116在头戴式装置100的邻近闭合机构128的开放端部处的宽度(由A'指示)，使得A>A'。在本文未示出的其他实施方案中，后部构件116的宽度在其整个长度内可以是固定的，使得A＝A'。后部构件116的狭窄且优选地渐缩的结构允许后部构件116有效地在头发之下和/或穿过头发并在头发的根部之间刮动，以便触及头皮表面，同时将头发从后部构件116以及与其相关联和/或设置在存在头发的位置处的电极推离。
在一些实施方案中，后部构件116在其最宽点处的宽度A不大于40mm、不大于30mm、或不大于20mm。在一些实施方案中，由L指示的后部构件116的长度不大于100mm、不大于80mm、不大于60mm、或不大于50mm。在一些实施方案中，由L指示的后部构件116的长度不小于5mm、不小于10mm、或不小于20mm。
应了解，在后部构件116具有设置在其上的电极***的实施方案(诸如图1A和图1B所示的实施方案)中，后部构件116的尺寸必须足够大以容纳电极***，并且因此受最小电极尺寸限制。在后部构件116上未设置电极的实施方案中，可以使用任何合适的尺寸，并且可以基于其他参数来确定尺寸，所述参数诸如套戴头戴式装置时的易用性、后部构件刮开头发的有效性等。
还应了解，在一些实施方案(诸如后部构件116包括电极***的实施方案)中，后部构件116的宽度的渐缩不需要沿着后部构件的长度呈线性，和/或后部构件不需要沿着其整个长度渐缩。例如，后部构件可包括具有固定宽度的或极其略微渐缩的电极部分，并且可以在远离电极的第二部分中以更大的角度渐缩，以在闭合机构处达到宽度A'。
现参考图16A和图16B，图16A和图16B是根据本文教义的用于使图1A和图1B的本发明头戴式装置闭合的磁性闭合机构128的两个实施方案的透视图图解。
应了解，磁性闭合机构128胜过使用其他类型的闭合机构，因为所述闭合机构的两个部分可以彼此吸引并因此闭合，而不要求套戴头戴式装置100的使用者直接地与闭合机构128交互或对其进行操纵。这在本发明头戴式装置100的套戴方法中特别有用，因为使用者的手在套戴过程中通常在头戴式装置的侧部部分处拿着头戴式装置(如图3A至图3D所示)，并且因此不能自由地操纵闭合机构。
图16A示出基于对一个或多个磁体的使用的闭合机构128。如图所见，在一些实施方案中，后部构件116各自具有终止于磁性可吸引部分300的渐缩端部129。在一些实施方案中，两个磁性可吸引部分300a和300b都是磁体。在其他实施方案中，磁性可吸引部分300a和300b中的一个是磁体，而另一个是被吸引到磁体的金属制成。
一个磁性可吸引部分300a包括销302，而另一个磁性可吸引部分300b包括适用于容纳销302的孔304。磁性可吸引部分300被布置以便在被设置成彼此相邻时彼此吸引，从而引导销302接合孔304并将头戴式装置紧固在使用者的头部上。在图16A中未示出的一些实施方案中，磁体300可以大体垂直于渐缩端部129，使得不需要为了将销302紧固在孔304中而使一个磁性可吸引部分重叠在另一个之上。在一些实施方案中，所述一个或多个磁体包括钕磁体。
图16B示出基于对磁吸引力的使用的另一种闭合机构128。如图所见，后部构件116各自具有终止于壳体310的渐缩端部129，所述壳体310容纳磁性可吸引部分312，所述磁性可吸引部分312构成球体的限定至少一个球表面的至少一个部分。在一些实施方案中，两个磁性可吸引部分312a和312b都是磁体。在其他实施方案中，磁性可吸引部分312a和312b中的一个是磁体，而另一个是被吸引到磁体的金属制成。
在一些实施方案中，磁性可吸引部分312构成球体的一部分，诸如球冠或半球体。在其他实施方案中，磁性可吸引部分312构成球体。在一些实施方案中，磁性可吸引部分312的球表面所具有的半径在2mm至20mm的范围内、在3mm至15mm的范围内、或在4mm至10mm的范围内。在一些实施方案中，磁性可吸引部分312的一个或多个磁体的吸持力在0.5N至15N的范围内、在1N至10N的范围内、或在1.5N至7N的范围内。
磁性可吸引部分312适于在其球表面处彼此接合，从而使头戴式装置100闭合。由于磁性可吸引部分312的接合表面的球形状，两个磁性可吸引部分312之间的接触点是极小的并且基本上是单个点，从而防止将使用者的头发夹压在闭合机构128内。
在一些实施方案中，磁性可吸引部分312可在壳体310内旋转并且被布置以便在被设置成与彼此相距很小距离时彼此吸引，使得使用者在套戴头戴式装置100时更容易在不看着闭合机构128的情况下使头戴式装置闭合，如上文中参考图3A至图3D所解释的。在一些实施方案中，磁性可吸引部分被布置以便在它们所处的距离不大于10mm、不大于20mm或不大于30mm时彼此吸引。此外，由于磁性可吸引部分能够在壳体310内旋转，因此磁性可吸引部分的一个或多个磁体的极性取向可以在后部构件116之间的给定对齐或给定角度下在两个磁体之间自我调整到最佳取向或对齐。在一些实施方案中，磁体包括钕磁体。
应了解，任何合适的闭合机构可用于紧固头戴式装置100，使得它在套戴时不会掉落或移动。然而，本文教义的具体特征在于：在图16A和图16B所示的所有实施方案中，闭合机构128的占用面积、并且确切地闭合机构128的在机构闭合闭合时彼此接触的表面的占用面积很小，从而当使头戴式装置闭合在使用者的头部上时，减少、并且在一些情况下甚至防止头发被卡在闭合机构128的元件中和/或被所述元件拉住。
现参考图17A和图17B，图17A和图17B分别提供处于静止状态和处于折叠位置的图1A和图1B的本发明头戴式装置的顶视平面图图解。图17A示出处于静止状态的头戴式装置100，如上文中参考图1A和图1B所述。
图17B示出处于折叠位置的头戴式装置100，其中臂构件114在铰链122处以类似于折叠眼镜的方式进行折叠。任何合适类型的铰链机构122可用于折叠臂构件114，诸如弹簧铰链、桶铰链、互锁铰链、以及内置在臂构件114中的一体式铰链。此外，铰链机构122可以由任何合适类型的材料(包括塑料和金属(诸如不锈钢))形成。然而，如下文参考图18A和图18B所述，在电导体需要穿过铰链的一些实施方案中，某些类型的铰链(诸如一体式铰链)不太合适。
现参考图18A和图18B，图18A和图18B是嵌入在铰链式臂构件114中的电导体的一个实施方案的示意图解，所述电导体适用于在根据本文教义的本发明头戴式装置中使用，分别地，图18A示出处于折叠位置的臂构件114，并且图18B示出处于打开位置的臂构件114。
如图所见，并且如上文参考图17A和图17B所述，在一些实施方案中，头戴式装置100的臂构件114包括铰链部分320，所述铰链部分320包括设置在臂构件114的第一端部表面324与第二端部表面326之间的铰链122，使得在图18A所示的铰链部分320的折叠位置中，端部表面324和326除了通过铰链122之外并不彼此接合，并且在图18B所示的铰链部分的打开位置中，臂构件114的第一端部表面324接合第二端部表面326。
应了解，在某些实施方案中，特别是在头戴式装置100的功率源和/或处理单元设置在前部构件112中并且需要向后部电极140提供功率和/或处理指令的实施方案中，电导体必须沿着至少一个臂构件114延伸穿过至少一个铰链部分320。
在一些此类实施方案中，电连接到前部构件112的第一电导体330在第一端部表面324处终止于金属接触孔332，并且电连接到后部构件116的第二电导体334在臂构件114的第二端部表面326处终止于金属接触销336。
如图18A所示，当铰链部分320处于折叠位置时，金属接触销336与金属接触孔322脱离接合，使得前部构件112与臂构件114和/或后部构件116电断开。相反，当铰链部分320处于如图18B所示的打开位置时，金属接触销336设置在金属接触孔332内并与之电接触。这样，当铰链部分320处于打开位置时，可以在前部构件112、臂构件114与后部构件116之间传导电流和处理指令。
现参考图19，图19是嵌入在大小调整机构中的电导体的一个实施方案的示意图解，所述电导体适用于在根据本文教义的本发明头戴式装置中使用。
如上文参考图14A和图14B所述，臂构件114包括大小调整机构120。如本文所提及，大小调整机构120设置在前部构件112与后部构件116之间，使得为了在前部构件112与后部构件116之间传导电流，电导体必须延伸穿过臂构件114并穿过大小调整机构120。
在一些实施方案中，大小调整机构120包括滑动和/或棘轮调整机构，其包括形成在太阳穴臂部分118中的狭槽340以及从后部臂部分119延伸、且设置在狭槽340内并能够在其中可滑动地移动的柔性臂部分342。
第一平坦电导体344从前部构件112、沿着太阳穴臂部分118并沿着狭槽340延伸。第二电导体346沿着后部臂部分119并沿着其柔性臂部分342延伸，并且在狭槽340内终止于接触弹簧348，使得接触弹簧348与平坦电导体344在狭槽内电接触。因此，通过大小调整机构120进行的电传导通过平坦电导体344与接触弹簧348之间的电接触来实现，无论柔性臂部分342在狭槽340内的位置如何。
应了解，用于将电传导穿过大小调整机构120的任何其他机构也应被视为在本发明的范围内，只要电流可以从前部构件112传递到后部构件116，而不对使用者造成伤害或危险。
现参考图20，图20是本发明头戴式装置100的前部透视图，所述头戴式装置100包括相关联的眼镜380。
眼镜380可被配置来定位在前部构件112的中心区域中。将眼镜380定位在鼻子和眼睛之上可允许使用者例如在套戴头戴式装置100时确定头戴式装置的旋转和纵向放置。
眼镜380还可被配置来进一步抵抗重力支撑前部构件112，从而使使用者能够更容易地套戴头戴式装置100，基本上如上文参考图1C的鼻梁170所述。在一些实施方案中，眼镜380由被配置来***到前部构件112中的至少一个对应狭槽中的至少一个突片384来可移除地附接到前部构件112，并且可以通过将一个或多个突片384从容纳它们的一个或多个狭槽中拉出来与前部构件112分离。在一些实施方案中，眼镜380的一个或多个突片384和鼻梁170的一个或多个突片174(图1C)具有类似的大小，使得鼻梁170和眼镜380可以使用相同的狭槽可互换地连接到前部构件112。
在一些实施方案中，眼镜380可包括用于改善视力的光学镜片、适合用作太阳镜的深色镜片、非光学透明镜片、或者可用于阻挡外部光以便例如在偏头痛发作过程中提供帮助或用于放松的高度深色镜片。
应了解，在一些实施方案中，眼镜380可以用任何合适的光学或眼用元件(诸如护目镜等)代替。
图21示出头戴式装置100连同远程控件或远程控制手持装置560、移动电话570和膝上型电脑/PC 580的透视图。
在一些实施方案中，头戴式装置100可被配置来与远程控件560无线通信。远程控件560可以由使用者用于向头戴式装置100发送命令，诸如刺激发起或终止命令、或者增大或减小刺激强度的命令。远程控件560还可以为使用者呈现关于头戴式装置100的状态的各种视觉和音频指示。
头戴式装置100可被配置来与移动电话570无线通信。移动电话接口可用于呈现由头戴式装置100无线发送的各种数据，例如，关于头戴式装置100的状态的视觉和音频指示以及使用日志。
头戴式装置100可被配置来与膝上型电脑/PC 580无线通信。移动电话接口可用于呈现由头戴式装置100无线发送的各种数据，诸如关于头戴式装置100的状态的视觉和音频指示以及使用日志。
头戴式装置100与远程控件560、移动电话570和膝上型电脑580之间的通信可以本领域普通技术人员已知的各种方式(例如通过蓝牙通信)执行。
现参考图22A和图22B，图22A和图22B是本发明头戴式装置390的一个实施方案的透视图图解，所述头戴式装置390类似于图1A和图1B的本发明头戴式装置100，包括侧电极以及***的前部电极和***的后部电极；参考图23A和图23B，图23A和图23B是头戴式装置390的示意图解，所述头戴式装置390定位在使用者的头部上，使得其中包括的电极刺激使用者头部中的特定神经分支；并且参考图23C，图23C是包括图10D的电极1270a和1270b的头戴式装置的示意图解，所述头戴式装置定位在使用者的头部上，使得其中包括的电极刺激使用者头部中的特定神经接点。
如在图22A和图22B中所见，在一些实施方案中，一个或多个侧电极391安装在每个柔性臂构件114上。在所示实施方案中，每个臂构件114可包括靠近前部构件112设置在臂构件114上的近侧侧电极391a以及靠近臂构件114的远侧端部设置在臂构件114上的远侧侧电极391b。在一些实施方案中，当使用者套戴头戴式装置时390时，侧电极391的部分或全部位于包括头发的区域处，并且由于如上文所述通过闭合机构128刮开头发而与皮肤直接接触。
应了解，侧电极391与上文相对于图1A和图1B所述的电极130和140类似地进行构建和操作。应了解，在一些实施方案(未示出)中，侧电极391可以是头戴式装置390中所包括的主要或唯有的电极，并且因此可除去电极130和/或140。还应了解，在一些实施方案中，侧电极391中的一些或全部可以是感测电极，诸如脑电图(EEG)电极、皮肤电导反应(SCR)电极、阻抗体积描记图(IPG)电极或肌电描记图(EMG)电极。
此外，如在图22A中特别清晰所见，头戴式装置390包括***的后部电极***，所述后部电极***包括电极392a和392b，所述后部电极***基本上如上文参考图13B所述地进行构造，并被配置来与图1A和图1B的电极***140类似地进行操作。
确切地转向图22B，可以看出，头戴式装置390包括***的前部电极***，所述前部电极***包括邻近臂构件114的电极393a以及邻近前部构件中心的电极393b，所述前部电极***基本上如上文参考图10B所述地进行构造，并被配置来与图1A和图1B的电极***130类似地进行操作。
如在图23A和图23B中所见，头戴式装置390和/或图1A和图1B的头戴式装置100中所包括的每个电极被配置来在头戴式装置套戴在使用者的头部上时定位在一个或多个特定的神经或脑区上方以对其进行刺激。
转向图23A，可以看出，后部电极***392a可以被定位来刺激由附图标号394指示的枕大神经，并且后部电极***392b可以被定位来刺激由附图标号395指示的枕小神经和/或第三枕神经(未示出)。可替代地，后部电极***140可以被定位来刺激枕大神经394、枕小神经395和第三枕神经(未示出)中的至少一个。在一些实施方案中，诸如当进行经颅刺激时，后部电极140或者392a和392b中的至少一个可以与至少一个前部电极130或者393a和393b或与至少一个侧电极391同时激活，从而刺激使用者脑部的额叶、颞叶和/或枕叶的区域。
在一些实施方案中，近侧侧电极391a可以被定位来刺激由附图标号396指示的颧颞神经，并且远侧侧电极391b可以被定位来刺激由附图标号397指示的耳颞神经。在一些实施方案中，诸如当进行经颅刺激时，侧电极391中的至少一个可以与至少一个前部电极130或者393a和393b、至少一个对侧侧电极391、或至少一个后部电极140或者392a和392b同时激活，从而刺激使用者脑部的额叶、颞叶和/或枕叶的区域。
转向图23B和图23C，可以看出，设置在前部构件112上的前部电极***130可以被定位来刺激由附图标号398指示的滑车上神经的左右分支和/或由附图标号399指示的眶上神经的左右分支。可替代地，前部电极***393a可以被定位来刺激眶上神经399的分支，并且前部电极***393b可以被定位来刺激滑车上神经398。在图23C的实施方案中，电极***393a和393b与如上文相对于图10C和图10D所述的相应电极1270a和1270b类似地成形和配置。
如本领域中已知的，刺激头部区域中的神经的主要挑战在于达到足够的神经激发而不引起感觉上的不适或疼痛。眶上神经和滑车上神经分支(眼部的三叉神经)位于紧密接近痛感神经纤维密集分布的颅骨骨膜的眶上区域的浅表处。由于这种独特的解剖结构接近度，对常规刺激眶上神经和滑车上神经分支的尝试通常导致同时激发骨膜的痛感神经，这会引起疼痛感。发明人发现，通过将刺激电极限制为定位在非常特定的解剖区域之上以及通过使用两对电极的阵列，可以有效地刺激眶上神经和滑车上神经分支而不引起疼痛。每对中的电极适于在它们的下边缘被放置成紧密接近使用者的眉毛放置时在靶神经上方与使用者的前额接触，所述电极之间具有小的距离。电流被限制在每对的两个电极之间流动，使得一对适于刺激左侧滑车上神经和眶上神经，并且第二对适于刺激右侧滑车上神经和眶上神经分支。发明人发现，这种特定的电极布置和配置有利于对靶神经进行有效隔离激发，同时防止电流更深地穿透到位于颅骨骨膜中的疼痛传导神经以及已发现引起疼痛感的前额的其他区域。
发明人还发现，位于使用者头部枕区中的类似的电极布置和配置有利于对靶神经进行有效隔离激发，同时防止刺激骨膜中的痛感神经纤维。
现参考图24，图24提供能够在根据本文所述的任何实施方案的本发明头戴式装置(诸如图1A和图1B的头戴式装置100或图22A至图23B的头戴式装置390)中使用的电子电路的一个实施方案的示意框图。
如图所见，电子电路(诸如上文参考图1A和图1B所述的电子电路142)可包括以下各项中的任何一项或多项：微控制器500、高压电路502、刺激电路504、内部功率源506、射频(RF)收发器508、模拟信号处理电路510、与电路340电相关联的可再充电电池(诸如图1A的电池144)、充电电路514、加速度计516以及例如像上文参考图1A所述的用户接口150。在一些实施方案中，电子电路142可包括如下文所述的另外传感器(未示出)。
如上文所提及，电子电路142可以与可充电电池144电相关联并由其供电，所述可充电电池144电连接到内部功率源506。在一些实施方案中，内部功率源506向高压电路502提供功率，所述高压电路502继而电连接到刺激电路504。充电电路514与可充电电池144电相关联，并且可与外部功率源(诸如充电器518)对接。高压电路502在测量高达120的电压下向刺激电路504提供电流。
在一些实施方案中，刺激电路504从微控制器500接收信息和/或命令。刺激电路504被配置来通过设置在头戴式装置上的一个或多个刺激电极520(诸如图1的刺激电极130和/或140和图22A和图22B的刺激电极391、392和393)向使用者的神经组织提供电刺激脉冲。
在一些实施方案中，电子电路142可包括两个或更多个类似于电路502的高压电路(未示出)，每个高压电路在高达120伏特的电压下向至少两个刺激电极520提供电流。在一些实施方案中，电子电路142可包括至少两个电隔离输出通道(未示出)，每个输出通道向刺激电极520中的至少两个提供输出。
在一些实施方案中，电子电路142还包括反馈和测量电路524，其从刺激电极520收集电压或电流电平信息，并将所收集的信息提供给微控制器500。微控制器500使用所提供的反馈来监测和控制刺激电极520中的电压和电流电平，以便维持所期望的刺激水平、优化能耗并确保使用者的安全。在一些实施方案中，微控制器500可以例如通过提供听觉或触觉指示来警示使用者，或者可以在紧急情况下或在头戴式装置功能不正确的情况下停止提供电流以用于刺激。例如，如果由于一个或多个电极520与使用者皮肤的不正确接触而检测到电流电平的降低，微控制器500可以警示使用者并且可以停止提供电流以用于刺激。
在一些实施方案中，微控制器500可以命令刺激电路504以各种模式和/或针对各种时间段输出电流。例如，微控制器500可以命令刺激电路502提供电流，所述电流的幅值斜升、斜降或保持稳定。在一些实施方案中，微控制器500关于各种刺激参数(诸如电流幅值、脉冲频率、相位持续时间以及刺激电路504输出的电流的幅值)对刺激电路进行命令。在一些实施方案中，微控制器命令刺激电路504提供具有至少一个刺激参数的不断变化的模式的输出。
在一些实施方案中，微控制器500可以命令刺激电路504针对多对激活电极中的每一对提供具有不同模式的输出信号。例如，刺激电路504可以50Hz的脉冲频率和300μs的相位持续时间刺激一对电极，并且以100Hz的脉冲频率和200μs的相位持续时间刺激另一对电极。在一些实施方案中，在任何给定时间，微控制器500可以仅激活一对电极，可以激活电极的组合，可以同时地、顺序地或交替地激活若干电极。
在一些实施方案中，一些电极520可以提供交流电信号作为输出，而其他电极520可以提供直流电作为输出。在一些实施方案中，至少两个电极520可以使作为输出提供的电流的类型在交流电与直流电之间交替。
在一些实施方案中，在基于定位在脑部的某个区域上方的电极的极性确定对脑部的那个区域进行激发的直流电刺激过程中，至少一个电极520可以由微控制器500分配为阳极或带正电的电极，并且至少一个其他电极520可以分配为阴极或带负电的电极。
在一些实施方案中，如上所述由微控制器500确定或分配的刺激模式可以存储在微控制器500中或者存储在与其相关联的易失性或非易失性存储器(未示出)中，并且可以由使用者激活。在一些实施方案中，所存储刺激模式可以由使用者进行修改，例如使用头戴式装置中所包括的用户接口150或使用外部用户接口来进行修改。在一些实施方案中，临床医生可以在患者访问临床医生时在物理上为患者修改所存储刺激模式，或者诸如通过与患者的外部接口通信的远程基于云的门户网站为患者远程地修改所存储刺激模式。
在一些实施方案中，电子电路142可被配置来从一个或多个传感器(诸如感测电极526)接收模拟信号输入，诸如脑电图(EEG)信号、皮肤电导反应(SCR)信号、阻抗体积描记图(IPG)信号、肌电描记图(EMG)信号或其他生物信号。从感测电极526接收的模拟信号输入可以由模拟信号处理电路510进行处理，并且可以从其传递到微控制器500。在一些实施方案中，电子电路142可被配置来从设置在头戴式装置之上或之内的或者位于使用者附近的其他位置的另外的传感器接收数字输入、模拟输入或其他输入。在一些实施方案中，微控制器500可由于从一个或多个另外的传感器接收的输入而改变一个或多个刺激参数。例如，在从模拟信号处理电路510接收某些EEG输入时，微控制器500可以修改由刺激电路504提供的刺激电流的一个或多个参数，诸如电流幅值、脉冲频率等。在一些实施方案中，在从模拟信号处理电路510接收输入时，微控制器500可以激活特定组合和/或序列的电极，并且/或者可以修改由某些电极提供的刺激的持续时间。
在一些实施方案中，加速度计516或者任何其他合适的取向传感器可以被配置来感测头戴式装置的角位置，并由此提供将头戴式装置适当地放置在使用者的头部上的指示。例如，在使用者将头戴式装置倒置地定位在他的头部上的情况下，加速度计可以将由此感测到的头戴式装置取向数据传递到微控制器500，所述微控制器可检测头戴式装置的错误放置，并且只要头戴式装置维持所不期望的位置，就可以防止激活电极。使用者可以例如通过用户接口150或者通过远程接口就头戴式装置的错误放置得到警示，并且可以被指使校正头戴式装置位置。
在一些实施方案中，从另外的传感器和/或从感测电极526接收的输入可以例如通过外部接口和基于云的门户网站直接传递到患者的临床医生或护理人员，从而允许临床医生或护理人员监测患者的病症，并相应地改变患者的治疗程序和刺激模式。
在一些实施方案中，RF收发器508可以使得微控制器500能够通过射频与外部装置528(诸如移动电话、平板电脑或计算机)的接口通信。RF收发器508可以将数字信息传输到微控制器500并且可以从微控制器500接收数字信息。
装置528的接口可包括可能够从易于访问的资源(诸如从互连网)下载的软件应用程序。接口可以例如通过显示器向其使用者提供头戴式装置的状态(包括例如与活动刺激通道、刺激强度、活动程序、治疗时间、头戴式装置电池状态以及RF通信状态有关的信息)的指示以及各种警示(诸如与电极接触质量有关的警示以及与头戴式装置在头部上的适当或不适当对齐有关的警示)。此外，接口可以例如通过显示器向使用者提供使用日志和/或报告，诸如与每日刺激时间、在刺激过程中使用的刺激参数和所使用的治疗程序有关的信息。接口还可以向使用者显示或以其他方式提供从头戴式装置中所包括的或与其相关联的传感器接收的原始或经处理信息。
在一些实施方案中，可以通过外部装置528的接口远程控制头戴式装置。例如，外部接口可以使得其使用者能够激活或关闭头戴式装置、开始或暂停刺激、针对一个或多个通道调整刺激强度并且选择治疗程序。在一些实施方案中，由微处理器500收集的信息可以通过外部接口传输到其中可存储信息的远程位置(诸如基于云的门户网站)，或者可例如由临床医生或护理人员分析和/或监测。在一些实施方案中，经历使用头戴式装置进行的治疗的患者可以使用外部装置528的接口来提供关于其病症的输入或信息，从而使得临床医生能够监测患者的病症并针对修改的治疗程序提供建议或者实时地远程地主动修改患者的刺激参数。患者还可以使用外部接口将新的治疗程序下载到头戴式装置。
在一些实施方案中，位于头戴式装置上的用户接口150和外部用户接口可以实现头戴式装置的并行控制，从而允许使用者通过任一接口操作头戴式装置。在一些实施方案中，外部接口仅用作显示器，并且不提供对头戴式装置的主动控制。在一些实施方案中，除去头戴式装置上的用户接口150，并且与头戴式装置进行的所有交互都通过外部接口执行。在一些实施方案中，外部接口包括私有电子装置。在一些实施方案中，外部接口可以通过缆线(诸如USB缆线)与电子电路142通信。
现参考图25，图25是本发明头戴式装置600的一个实施方案的透视图，所述头戴式装置600类似于图1A和图1B的本发明头戴式装置100，包括传感器602。
如在图25中所见，在一些实施方案中，一个或多个传感器602安装在头戴式装置600上，并且被配置来在套戴头戴式装置时感测使用者的各种身体参数。在所示实施方案中，一个或多个前部传感器602a设置在前部构件112上，并且一个或多个后部传感器602b设置在后部构件116上。然而，应了解，传感器602可以设置在头戴式装置600上的任何合适位置处，例如设置在臂构件114上。在一些实施方案中，除了传感器602之外，头戴式装置600可包括刺激或感测电极，诸如图1A和图1B的电极130和140。
传感器602可包括任何合适类型的传感器，诸如温度传感器、取向传感器、血压传感器、脉搏血氧传感器、导电性传感器(诸如用于测量皮肤电导反应(SCR)和阻抗体积描记图(IPG)、脑电图(EEG)和肌电描记图(EMG)的传感器)。
使用者以与上文参考图3A至图3D所述类似的方式套戴头戴式装置600，使得闭合机构128刮过头发，并使得后部传感器602b能够直接接合头皮的皮肤而不是受位于其下的头发层妨碍。
如本文在说明书和以下权利要求部分中所使用的，术语“或”被认为是包括性的，并且因此短语“A或B”意指组“A”、“B”和“A和B”中的任何一个。
如本文在说明书和以下权利要求部分中所使用的，术语“圆周的”意指形成涵盖圆的360度的闭合形状。
如本文在说明书和以下权利要求部分中所使用的，(关于头戴式装置或头戴式装置部件的)术语“操作模式”等是指头戴式装置或头戴式装置部件以合适的旋转和纵向设置装配到使用者的头部上以施加电刺激。
如本文在说明书和以下权利要求部分中所使用的，(关于头戴式装置或头戴式装置部件)术语“套戴模式”、“套戴的”等是指头戴式装置或头戴式装置部件以合适的旋转和纵向设置装配到使用者的头部上以施加电刺激。
如本文在说明书和以下权利要求部分中所使用的，术语“一体的”是指结构表现为单个整体结构。所述术语具体地可应用于柔性结构，诸如电极垫。
应了解，为清楚起见而在单独实施方案的背景下描述的本发明的某些特征也可以组合的形式在单个实施方案中提供。相反地，为简洁起见而在单个实施方案的背景下描述的本发明的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的形式提供。类似地，取决于一个或多个具体权利要求的权利要求的内容通常可以取决于其他未指明的权利要求，或者可与其内容组合，而其间不存任何特定的、明显的不相容性。
尽管已经结合本发明的特定实施方案描述本发明，但是显然，许多替代方案、修改和变型对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，意图涵盖落入所附权利要求的精神和宽泛范围内的所有此类替代方案、修改和变型。

Claims (22)

1.一种头戴式装置，其包括：
细长主体构件，其足够长以环绕使用者的头部，所述细长主体构件具有整体结构，并且具有静止状态和闭合状态，并且包括：
(i)前部区段；以及
(ii)一对臂区段，每个臂区段是柔性的且是有弹性的，并且背离所述前部区段延伸并终止于后部区段，所述后部区段终止于后部端部；
至少一个大小调整机构，所述至少一个大小调整机构被配置来使得能够对所述主体构件的周长进行调整，以便舒适地周向配合在具有不同周长的头部周围；
闭合机构，其与所述臂区段的所述后部端部相关联，所述闭合机构具有打开位置和闭合位置，其中，当所述闭合机构处于所述闭合位置时，所述主体构件处于所述闭合状态，由此所述头戴式装置成完整圆周；以及
成对的后部电极，每个所述后部电极安装在所述后部区段中的一个后部区段的内表面上，所述成对的后部电极中的每个后部电极适于与处理单元电通信，
其中在所述头戴式装置的所述闭合状态下，所述后部电极之间的距离是固定的，与所述头戴式装置的经调整尺寸无关，
其中所述头戴式装置被配置来在所述头戴式装置套戴在所述使用者的头部上时，迫使将所述后部电极抵靠所述使用者头部的皮肤进行定位，
其中所述臂区段具有预定义预紧力，使得当所述臂区段向外移位时，所述预紧力将所述臂区段 朝向彼此驱动，并且
其中，在将所述后部端部放置于所述使用者的耳朵上方之后，当向后推动所述头戴式装置时，所述后部端部被配置来向所述头部施加力，使得所述后部端部连续地接合所述头部。
2.如权利要求1所述的头戴式装置，其中在所述静止状态下，所述臂区段的所述后部区段至少部分地彼此重叠，并且在所述闭合状态下，所述臂区段的所述后部区段和所述后部端部彼此径向不重叠。
3.如权利要求1所述的头戴式装置，其中所述预定义预紧力适于确保在套戴所述头戴式装置的过程中向后推动所述头戴式装置时，所述后部端部接合所述使用者头部的皮肤并且在头发之间刮动，使得当套戴所述头戴式装置时，所述后部电极与所述使用者头部的皮肤进行直接物理接触。
4.如权利要求3所述的头戴式装置，其中当套戴所述头戴式装置时，所述后部电极还与所述使用者头部的皮肤进行直接电接触。
5.如前述权利要求中任一项所述的头戴式装置，其中所述臂区段被配置成使得在套戴所述头戴式装置的过程中，每个所述后部端部接合所述使用者头部的相应侧部，从而在所述后部端部与所述使用者头部的所述相应侧部之间形成角度，所述角度在套戴所述头戴式装置的整个过程中促进所述后部端部与所述使用者头部的皮肤之间的接触。
6.如权利要求1至3中任一项所述的头戴式装置，其中所述闭合机构包括磁性闭合机构，所述磁性闭合机构包括位于所述臂区段的所述后部端部中的每一个处的磁性可吸引元件，所述磁性可吸引元件适于彼此吸引并接合，从而使所述头戴式装置闭合。
7.如权利要求6所述的头戴式装置，其中所述磁性可吸引元件中的每一个具有限定球表面且设置在壳体中的至少一部分，其中所述磁性可吸引元件的所述球表面适于在单个点处彼此接合，从而使所述头戴式装置闭合。
8.如权利要求1至3中任一项所述的头戴式装置，其中每个所述后部电极具有设置在其周围的弹性、柔性密封边沿，使得当所述后部电极接合所述使用者的皮肤表面时，所述密封边沿围绕所述后部电极进行密封。
9.如权利要求1至3中任一项所述的头戴式装置，还包括安装在所述前部区段的内表面上的至少一个前部电极，所述头戴式装置具有以下结构特征中的至少一项：
所述至少一个前部电极中的至少一个被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的滑车上神经和眶上神经中的至少一个上方；和
所述至少一个前部电极中的至少一个包括经颅刺激电极，所述经颅刺激电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的前部脑区上方。
10.如权利要求9所述的头戴式装置，其中：
所述至少一个前部电极包括第一前部电极和第二前部电极，所述第一前部电极和所述第二前部电极中的每一个具有第一端部、第二端部、高度和长度，
所述第一前部电极和所述第二前部电极的所述高度在其极大点处在10mm至40mm的范围内，
所述第一前部电极和所述第二前部电极在所述细长主体构件上彼此水平地并排布置，使得所述第一前部电极的所述第二端部邻近所述第二前部电极的所述第一端部，其间具有一定距离，所述距离在1mm至15mm的范围内，并且
由所述第一前部电极的所述长度、所述第二前部电极的所述长度和所述距离组成的长度在20mm至55mm的范围内，
其中所述第一前部电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者头部的一侧的所述滑车上神经上方，并且所述第二前部电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者头部的所述一侧的所述眶上神经上方。
11.如权利要求1至3中任一项所述的头戴式装置，其还包括至少一个可压缩部分，所述至少一个可压缩部分安装在所述主体构件的内表面上并且适于接合所述使用者的所述皮肤，所述可压缩部分朝向所述头戴式装置的中心径向延伸，
其中所述至少一个可压缩部分适于在所述使用者套戴所述头戴式装置时被迫抵靠所述使用者的皮肤并抵靠所述皮肤压缩，使得所述头戴式装置未被所述使用者套戴时与所述头戴式装置被所述使用者套戴时相比，所述可压缩部分更大程度地朝向所述头戴式装置的所述中心径向延伸。
12.如权利要求11所述的头戴式装置，其中所述至少一个可压缩部分包括安装到连接到所述前部区段的柔性叶片上的可压缩部分，所述柔性叶片具有静止状态和伸展状态，
其中，在所述伸展状态下，所述柔性叶片的弯曲度对应于套戴所述头戴式装置的使用者头部的皮肤的弯曲度。
13.如权利要求12所述的头戴式装置，其中所述至少一个可压缩部分还包括至少一个前部电极和围绕所述至少一个前部电极的电极壳体，所述电极壳体包括至少一个中空腔室，所述至少一个中空腔室适于捕集在所述至少一个可压缩部分和所述至少一个前部电极被压缩时从所述至少一个前部电极排出的液体。
14.如权利要求1至3中任一项所述的头戴式装置，还具有以下结构特征中的至少一项：
所述成对的后部电极中的至少一个被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的至少一个枕神经分支上方；和
所述成对的后部电极中的至少一个包括经颅刺激电极，所述经颅刺激电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的枕部脑区上方。
15.如权利要求14所述的头戴式装置，其中所述后部区段中的每个后部区段包括后部区段壳体，所述后部区段壳体具有至少一个柔性表面并且在其中容纳有所述后部电极。
16.如权利要求15所述的头戴式装置，其中所述至少一个柔性表面适于使得在使用者套戴所述头戴式装置并且所述后部电极接合所述使用者头部的皮肤时，施加到所述至少一个柔性表面的压力致使所述至少一个柔性表面变形，从而导致导电流体从所述后部电极朝向所述使用者头部的皮肤排出，由此减小所述后部电极与所述使用者头部的皮肤之间的阻抗。
17.如权利要求1至3中任一项所述的头戴式装置，还包括安装在所述主体构件的内表面上的至少一个侧电极，所述头戴式装置具有以下结构特征中的至少一项：
所述至少一个侧电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的颧颞神经和耳颞神经中的至少一个上方；和
所述至少一个侧电极包括经颅刺激电极，所述经颅刺激电极被配置来在套戴所述头戴式装置时设置在所述使用者的太阳穴上方以及所述使用者的耳朵前方或紧接在所述使用者的耳朵后方。
18.如权利要求1至3中任一项所述的头戴式装置，还包括空间取向传感器，所述空间取向传感器被配置来在套戴时感测所述头戴式装置的角位置。
19.一种将头戴式装置套戴在使用者的头部上的方法，所述方法包括：
提供根据前述权利要求中任一项所述的头戴式装置，所述头戴式装置处于所述静止状态；
将所述头戴式装置定位成邻近所述使用者的所述头部，使得在所述主体构件处于打开状态时，所述臂构件的所述后部端部接合所述使用者头部的侧部；以及
向后推动所述头戴式装置，直到所述闭合机构将所述主体构件闭合成处于所述闭合状态，使得在所述前部区段接合所述使用者的前额时所述头戴式装置完全环绕所述使用者的所述头部。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述推动还包括：在所述头戴式装置向后运动过程中，所述臂区段的所述后部端部刮过所述使用者的头发并清出所述使用者头部的皮肤的区域，以便所述后部电极与所述区域进行物理接触。
21.如权利要求19或权利要求20所述的方法，其还包括：当所述主体构件处于所述闭合状态时，通过同时抵靠所述前部区段和所述主体构件的所述后部区段来调整所述主体构件的大小，以便调整所述头戴式装置的所述至少一个大小调整机构的长度。
22.如权利要求19或权利要求20所述的方法，其还包括：在所述向后推动所述头戴式装置之后，向邻近所述后部电极的柔性表面施加压力并压缩所述后部电极以将导电流体从所述后部电极释放到位于所述后部电极与所述使用者头部的皮肤之间的区域，从而减小所述后部电极与所述使用者头部的皮肤之间的阻抗。
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